naturaleza en colombia by angelica loaiza

naturaleza botanica

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Contents Articles naturaleza en colombia

Naturaleza

bioenergeia

Ecosistema

Medio ambiente

Flora

Vegetaci贸n

Contaminaci贸n

Agua

Vida

Tierra

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naturaleza en colombia Naturaleza La naturaleza o natura, en su sentido más amplio, es equivalente al mundo natural, universo físico, mundo material o universo material. El término "naturaleza" hace referencia a los fenómenos del mundo físico, y también a la vida en general. Por lo general no incluye los objetos artificiales ni la intervención humana, a menos que se la califique de manera que haga referencia a ello, por ejemplo con expresiones como "naturaleza humana" o "la totalidad de la naturaleza". La naturaleza también se encuentra diferenciada de lo sobrenatural. Se extiende desde el mundo subatómico al galáctico. La palabra "naturaleza" proviene de la palabra germánica naturist, que significa "el curso de los animales, carácter natural."[1] Natura es la traducción latina de la palabra griega physis (φύσις), que en su significado original hacía referencia a la forma innata en la que crecen espontáneamente plantas y animales. El concepto de naturaleza como un todo —el universo físico— es un concepto más reciente que adquirió un uso cada vez más amplio con el desarrollo del método científico moderno en los últimos siglos.[2][3] Dentro de los diversos usos actuales de esta palabra, "naturaleza" puede hacer referencia al dominio general de diversos tipos de seres vivos, como plantas y animales, y en algunos casos a los procesos asociados con objetos inanimados - la forma en que existen los diversos tipos particulares de cosas y sus espontáneos cambios, así como el tiempo atmosférico, la geología de la Tierra y la materia y energía que poseen todos estos entes. A menudo se considera que significa "entorno natural": animales salvajes, rocas, bosques, playas, y en general todas las cosas que no han sido alteradas sustancialmente por el ser humano, o que persisten a pesar de la intervención humana. Este concepto más tradicional de las cosas naturales implica una distinción entre lo natural y lo artificial (entendido esto último como algo hecho por una mente o una conciencia humana).

La Tierra La Tierra es el quinto mayor planeta del Sistema Solar y el tercero en orden de distancia al Sol. Es el mayor de los planetas telúricos o interiores y el único lugar del universo en el que se sabe que existe vida. Los rasgos más prominentes del clima de la Tierra son sus dos grandes regiones polares, dos zonas templadas relativamente estrechas y una amplia región ecuatorial, tropical y subtropical.[4] Los patrones de precipitación varían enormemente dependiendo del lugar, desde varios metros de agua al año a menos de un milímetro. Aproximadamente el 70 por ciento de la superficie terrestre está cubierta por océanos de agua salada. El resto consiste en continentes e islas, situándose la gran mayoría de la tierra habitable en el hemisferio norte. La tierra ha evolucionado mediante procesos geológicos y biológicos que han dejado vestigios de las condiciones originales. La superficie externa se halla fragmentada en varias placas tectónicas que se van

Vista de la Tierra, tomada en 1972 por la tripulación del Apolo 17. Esta imagen es la única de su clase hasta la fecha, en la que aparece un hemisferio completamente iluminado por el sol.

desplazando muy lentamente a medida que avanza el tiempo geológico (si bien al menos varias veces en la historia han cambiado de posición relativamente rápido). El interior del planeta permanece activo, con una gruesa capa de

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materiales fundidos y un núcleo rico en hierro que genera un potente campo magnético. Las condiciones atmosféricas han variado significativamente de las condiciones originales por la presencia de formas de vida, que crean un equilibrio ecológico que estabiliza las condiciones de la superficie. A pesar de las grandes variaciones regionales del clima por la latitud y otros factores geográficos, el clima global medio a largo plazo está regulado con bastante precisión, y las variaciones de un grado o dos en la temperatura global media han tenido efectos muy importantes en el equilibrio ecológico y en la geografía de la Tierra.

Pediastrum boryanum. El plancton ha formado parte de la naturaleza de la Tierra durante al [5] menos 2.000 millones de años

Basándose en las pruebas disponibles, los científicos han recabado información detallada acerca del pasado del planeta. Se cree que la Tierra se formó hace aproximadamente 4.550 millones de años a partir de la nebulosa protosolar, junto con el Sol y otros planetas.[6] La Luna se formó relativamente poco después (aproximadamente 20 millones de años más tarde, hace 4.530 millones de años). Al principio fundida, la capa exterior del planeta se enfrió, dando lugar a la corteza sólida. Las emisiones de gases y la actividad volcánica formaron la atmósfera primordial. La condensación del vapor de agua, junto con el hielo de los cometas que en aquella época impactaban con la Tierra, crearon los océanos.[7] Se cree que la química altamente energética produjo una molécula que se autoduplicó hace aproximadamente 4.000 millones de

años.[8] Los continentes se formaron, se separaron y se volvieron a unir durante cientos de millones de años, combinándose en ocasiones para formar un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones de años, el primer supercontinente conocido, Rodinia, comenzó a fracturarse. Más tarde, los continentes se volvieron a unir para formar Pannotia, que se dividió hace aproximadamente 540 millones de años. El último supercontinente que conocemos es Pangea, que comenzó a romperse hace aproximadamente 180 millones de años.[9] Hay pruebas significativas, aún discutidas entre la comunidad científica, de que una severa era glacial durante el Neoproterozoico cubrió gran parte del planeta con una gruesa capa de hielo. Esta hipótesis se ha llamado la "Tierra bola de nieve", y es de especial interés, ya que precede a la explosión cámbrica en la cual comenzaron a proliferar las formas de vida pluricelulares, hace 530-540 millones de años.[12] Desde la explosión cámbrica se han registrado cinco grandes extinciones en masa.[13] La última extinción masiva tuvo lugar hace aproximadamente 65 millones de años, cuando probablemente el choque de un meteorito causó la extinción de los dinosaurios y otros grandes reptiles, pero no la de los animales pequeños como los mamíferos, que por aquel entonces se asemejaban a las musarañas. A lo largo de los 65 millones de años siguientes, los mamíferos se diversificaron.[14]

Las plantas terrestres y los hongos son parte de la naturaleza de la Tierra desde los últimos 400 millones de años aproximadamente. Han estado adaptándose y moviéndose a la vez que se desplazaban los continentes y cambiaba el [10][11] clima.

Hace varios millones de años, una especie de pequeño mono africano adquirió la habilidad para ponerse de pie.[5] El advenimiento posterior de la vida humana y el desarrollo de la agricultura y, más tarde, de la civilización, permitió a los humanos repercutir en la Tierra más que cualquier otra forma de vida anterior, en un lapso relativamente corto. Las acciones humanas influyen tanto en la naturaleza como en la cantidad de las otras formas de vida, así como en el clima global.

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Una encuesta llevada a cabo por el Museo Americano de Historia Natural en 1998, reveló que el 70% de los biólogos veían la era actual como parte de una acontecimiento de extinción masiva, la extinción masiva del Holoceno, que sería la más rápida de todas las conocidas. Algunos expertos, como E. O. Wilson, de la Universidad Harvard, predicen que la destrucción humana de la biosfera podría causar la extinción de la mitad de todas las especies en los próximos 100 años.[15][16][17] No obstante, el alcance de esta extinción actual está aún siendo investigado, discutido y calculado por biólogos.[18] Véanse también: ciencias de la Tierra, tectónica de placas y geología

Tiempo atmosférico y clima

Cumulus humilis, nubes indicadoras de buen tiempo.

La atmósfera terrestre es un factor clave que sustenta el ecosistema planetario. Esta fina capa de gases que envuelve la Tierra se mantiene en su sitio gracias a la gravedad del planeta. Está compuesta por un 97´5% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y trazas de otros gases. La presión atmosférica disminuye con la altitud. La capa de ozono de la Tierra desempeña un papel esencial en la reducción de la cantidad de radiación ultravioleta que llega a la superficie. Ya que el ADN puede verse fácilmente dañado por esta radiación, la capa de ozono actúa de escudo que protege la vida en la superficie. La atmósfera también retiene calor durante la noche, reduciendo por tanto las temperaturas extremas diarias.

Las variaciones del tiempo atmosférico tienen lugar casi exclusivamente en la parte baja de la atmósfera, y actúa de sistema convectivo para redistribuir el calor. Las corrientes oceánicas son otro factor importante para determinar el clima, especialmente la circulación termohalina submarina, que distribuye la energía calorífica de los océanos ecuatoriales a las regiones polares. Estas corrientes ayudan a moderar las diferencias de temperatura entre el invierno y el verano en las zonas templadas. Es más, sin las redistribuciones de energía calorífica que realizan las corrientes oceánicas y atmosféricas, los trópicos serían mucho más cálidos y las regiones polares mucho más frías. El tiempo puede tener a la vez efectos beneficiosos y perjudiciales. Los fenómenos meteorológicos extremos, como los tornados o los huracanes, pueden emplear grandes cantidades de energía en su trayectoria y arrasar con todo lo que encuentren a su paso. La vegetación superficial ha desarrollado una dependencia de la variación estacional del tiempo, y los cambios repentinos, aunque sólo duren algunos años, pueden tener un efecto devastador, tanto en la vegetación como en los animales que dependen de ella para alimentarse. El clima planetario es una medida de la tendencia del tiempo atmosférico a lo largo del tiempo. Pueden influir en él varios factores, como las corrientes oceánicas, el albedo superficial, los gases de efecto invernadero, las variaciones en la luminosidad solar y los cambios en la órbita del planeta. Basándonos en los registros históricos, hoy sabemos que la Tierra ha sufrido drásticos cambios climáticos en el pasado, incluso glaciaciones. El clima de una región depende de una cierta cantidad de factores, como la latitud. Una franja latitudinal de la superficie con características climáticas similares conforma una región climática. En la Tierra, existen varias de estas regiones, que van del clima tropical en el Ecuador al clima polar en los polos. En el tiempo también influyen las estaciones, que resultan de la inclinación del eje de la Tierra con respecto a su plano orbital. De esta forma, en cualquier momento dado durante el verano o el invierno, hay una parte del planeta que está más directamente expuesta a los rayos del Sol. Esta exposición se va alternando al tiempo que la Tierra va describiendo su órbita. En todo momento, sin importar la estación, los hemisferios norte y sur experimentan condiciones climáticas opuestas. El tiempo es un sistema caótico que puede modificarse fácilmente con sólo pequeños cambios en el entorno, por ello las previsiones meteorológicas exactas sólo se limitan a algunos días. En conjunto, están sucediendo dos cosas a nivel global: (1) la temperatura está aumentando por término medio; y (2) los patrones del tiempo están cambiando y

Naturaleza volviéndose cada vez más caóticos. El hecho de que las formas más básicas de vida vegetal comenzaran a realizar la fotosíntesis fue clave para la creación de condiciones que permitiesen el desarrollo de formas de vida más complejas. El oxígeno resultante del proceso se acumuló en la atmósfera y dio lugar a la capa de ozono. La relación de simbiosis entre células pequeñas y otras mayores dio lugar al desarrollo de células aún más complejas llamadas eucariotas.[19] Las células se agruparon en colonias y comenzaron a especializarse, dando lugar a auténticos organismos pluricelulares. Gracias a la capa de ozono, que absorbe las radiaciones ultravioletas nocivas, la vida colonizó la superficie de la Tierra. Aunque no existe un consenso universal sobre la definición de la vida, los científicos, por lo general, aceptan que la manifestación biológica de la vida se caracteriza por los siguientes factores o funciones: organización, metabolismo, crecimiento, adaptación, respuesta a estímulos y reproducción. De manera más sencilla, podemos considerar la vida como el estado característico de los organismos. Las propiedades comunes a los organismos terrestres (plantas, animales, hongos, protistas, archaea y bacterias) son las siguientes: son celulares, tienen una organización compleja basada en el agua y el carbono, tienen un metabolismo y capacidad para crecer, responder a estímulos y reproducirse. Por ello, se considera que una entidad que reúna estas propiedades está viva. Sin embargo, no todas las definiciones que hay sobre la vida consideran esenciales todas estas propiedades: también se puede considerar que las formas de vida análogas creadas por el hombre son vida.

Biosfera La biosfera es la parte de la capa más externa de la Tierra —que comprende el aire, la tierra, las rocas superficiales y el agua— dentro de la cual tiene lugar la vida, y en donde, a su vez, se alteran o se transforman los procesos bióticos. Desde el punto de vista geofísico, la biosfera es el sistema ecológico global que integra a todos los seres vivos y sus relaciones, incluyendo su interacción con los elementos de la litosfera (rocas), la hidrosfera (agua), y la atmósfera (aire). Actualmente, se estima que la Tierra contiene cerca de 75.000 millones de toneladas de biomasa (la masa de la vida), que vive en diversos entornos dentro de la biosfera.[20] Cerca de nueve décimas partes de la biomasa total de la Tierra es vida vegetal, de la que depende estrechamente la vida animal.[21] Hasta la fecha, se han identificado más de 2 millones de especies de plantas y animales,[22] La cantidad de especies individuales oscila constantemente: aparecen especies nuevas y otras dejan de existir, en una base continua.[23][24] En la actualidad, la cantidad total de especies está experimentando un rápido descenso.[25] La diferencia entre la vida animal y la vegetal no es tan tajante como pueda parecer, ya que hay algunos seres vivos que reúnen características de ambas. Giuliana dividió a todos los seres vivos en plantas, que por lo general no se mueven, y animales. En el sistema de Carlos Linneo, éstos se convirtieron en los reinos Vegetabilia (más tarde Plantae) y Animalia. Desde ese momento se vio que el reino Plantae, como estaba definido originalmente, incluía varios grupos sin relación alguna, por lo que se eliminó a los hongos y a varios grupos de Vista de una granja de Pensilvania, confluencia algas para moverlos a reinos nuevos, si bien a menudo se siguen entre un entorno "natural" y uno "artificial". considerando plantas en algunos contextos. En la flora, está comprendida a veces la vida bacteriana[26] tanto es así que ciertas clasificaciones utilizan los términos flora bacteriana y flora vegetal de manera separada. Una de las muchas formas de clasificar las plantas es por floras regionales, que, dependiendo del propósito de estudio, pueden incluir también a la flora fósil, que son restos de vida vegetal de eras pasadas. Muchas personas de varias regiones y países se enorgullecen de su flora característica, que varía ampliamente a través del globo debido a las diferencias de climas y suelos. La flora regional se suele dividir en subcategorías como la flora nativa y flora

Naturaleza agrícola y de jardín (éstas últimas son las que cultiva el hombre intencionadamente). Algunas clases de "flora nativa", en realidad han sido introducidas hace siglos por emigrantes de una región o continente a otro, y con el paso del tiempo se han convertido en parte de la flora nativa o natural del lugar en el que se introdujeron. Éste es un ejemplo de cómo la acción humana puede desdibujar el límite de lo que se considera naturaleza. Otra categoría de plantas es la de las "malas hierbas". Aunque el término ha perdido uso entre los botánicos como manera de designar a las plantas "inútiles", su uso informal (para describir a las plantas que estorban y que se deben eliminar) ilustra perfectamente la tendencia general de las personas y las sociedades de pretender alterar el curso de la naturaleza. Del mismo modo, los animales se suelen clasificar como domésticos, de granja, salvajes, plagas, etc. según la relación que tengan con la vida humana. Los animales como categoría tienen varias características que los diferencian de los otros seres vivos. Los animales son eucarióticos y normalmente pluricelulares (véase Myxozoa, sin embargo), lo que los distingue de las bacterias, los archaea y la mayor parte de los protistas. Son heterótrofos, y generalmente digieren la comida en un órgano interno, lo que los diferencia de las plantas y las algas. También se distinguen de la plantas, las algas y los hongos en que carecen de paredes celulares. Con unas pocas excepciones, especialmente en las Una manada de ñus en el Ngorongoro, Tanzania. esponjas (Phylum porifera), los animales tienen un organismo compuesto por varios tejidos, que comprenden músculos, capaces de contraerse y controlar la locomoción, y un sistema nervioso, que envía y procesa señales. En la mayoría de los casos, tienen un aparato digestivo interno. Las células eucariotas que tienen todos los animales están rodeadas por una matriz extracelular característica, compuesta por colágeno y glicoproteínas elásticas. Se puede calcificar para formar estructuras como conchas, huesos, y espículas, en las que la célula se desplaza y reorganiza durante su desarrollo y maduración, y que soportan la compleja anatomía necesaria para la locomoción. Aunque, en la actualidad, los humanos componen sólo la mitad del uno por ciento del total de la biomasa viva en la Tierra,[27] que estima el peso global en unos 60 kg de media.), la biomasa humana total es el peso medio multiplicado por la población humana actual, de aproximadamente 6.500 millones de personas. (véase[28])

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Ecosistemas El ecosistema es un sistema dinámico relativamente autónomo, formado por una comunidad natural y su ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (plantas, animales, bacterias, algas, protozoos y hongos, entre otros) que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. Todas las formas de vida tienen la necesidad de relacionarse con el entorno en que viven, y también con otras formas de vida. En el siglo XX, esta premisa dio lugar al concepto de ecosistema, que se pueden definir como cualquier situación en la que hay una interacción entre organismos y su entorno. Los ecosistemas constan de factores bióticos y abióticos que funcionan de manera interrelacionada.[29] Los factores más importantes de un ecosistema son: suelo, atmósfera, radiación solar, agua y organismos vivos. Cada organismo vivo tiene una relación continua con todos los demás elementos de su entorno. Dentro del ecosistema, las especies se relacionan y dependen unas de otras en la llamada cadena alimentaria, e intercambian materia y energía tanto entre ellas mismas como como con su entorno. Michael Pidwirny, en su libro Fundamentals of Physical Geography, describe el concepto así:[30]

Vista aérea de Chicago, ejemplo de ecosistema urbano.

Los ecosistemas son entidades dinámicas compuestas por una comunidad biológica y un Loch Lomond, Escocia. entorno abiótico. La composición abiótica y biótica de un ecosistema y su estructura viene determinada por el estado de una cantidad de factores del medio relacionados entre sí. Cualquier cambio en alguno de estos factores (por ejemplo: disponibilidad de nutrientes, temperatura, intensidad de la luz, densidad de población de una especie...) resultará en cambios dinámicos en la naturaleza de estos sistemas. Por ejemplo, un incendio en un bosque caducifolio templado cambia completamente la estructura de ese sistema. Ya no hay árboles grandes, la mayor parte de los musgos, hierbas y arbustos que poblaban el suelo del bosque han desaparecido y los nutrientes almacenados en la biomasa se liberan rápidamente al suelo, a la atmósfera y al sistema hidrológico. Después de un corto periodo de recuperación, la comunidad que antes eran grandes árboles maduros, ahora se ha convertido en una comunidad de hierbas, especies herbáceas y plántulas. Todas las especies tienen límites de tolerancia a los factores que afectan a su supervivencia, su éxito reproductivo y su capacidad de continuar creciendo e interactuando de forma sostenible con el resto de su entorno. Éstas a su vez pueden influir en estos factores, cuyas consecuencias pueden extenderse a otras muchas especies o incluso a la totalidad de la vida.[31] El concepto de ecosistema es, por tanto, un importante objeto de estudio, ya que dicho estudio nos proporciona la información necesaria para tomar decisiones sobre cómo la vida humana puede

Naturaleza interactuar de manera que permita a los variados ecosistemas un crecimiento sostenido con vistas al futuro, en vez de expoliarlos. Para tal estudio se toma una unidad más pequeña llamada microecosistema. Por ejemplo, un ecosistema puede ser una piedra con toda la vida que alberga. Un macroecosistema podría comprender una ecorregión entera, con su cuenca hidrográfica.[32] Los ecosistemas siguientes son ejemplos de los que actualmente están sometidos a estudio intensivo: • "ecosistemas continentales", como "ecosistemas de bosque", "ecosistemas de pradera" como estepas o sabanas), o agro-ecosistemas, • sistemas en aguas interiores, que a su vez se subdividen en lénticos (lagos o estanques) y lóticos (ríos) • ecosistemas oceánicos. Se puede realizar otra clasificación de los ecosistema atendiendo a sus comunidades, como en el caso de un ecosistema humano. La clasificación más amplia (sometida hoy a un amplio estudio y análisis, y también objeto de discusiones sobre su naturaleza y validez) es la del conjunto entero de la vida del planeta vista como un único organismo, la conocida como hipótesis de Gaia.

Relación del ser humano con la naturaleza El desarrollo de la tecnología por la raza humana ha permitido una mayor explotación de los recursos naturales y ha ayudado a paliar parte de los riesgos de los peligros naturales. No obstante, a pesar de este progreso, el destino de la civilización humana está estrechamente ligado a los cambios en el medio ambiente. Existe un complejísimo sistema de retroalimentación entre el uso de la tecnología avanzada y los cambios en el medio ambiente, que sólo ahora se están comenzando a entender, aunque muy lentamente. Los humanos emplean la naturaleza para actividades tanto económicas como de ocio. La obtención de recursos naturales para el uso industrial sigue siendo una parte esencial del sistema económico mundial. Algunas actividades, como la caza y la pesca, tienen intenciones tanto económicas como de ocio. La aparición de la agricultura tuvo lugar alrededor del noveno milenio antes de Cristo. De la producción de alimentos a la energía, no cabe duda de que la naturaleza es el principal factor de la riqueza económica. Los seres humanos han empleado las plantas para usos medicinales durante miles de años. Los extractos vegetales pueden tratar calambres, reumatismos y la inflamación pulmonar.[33] Mientras que la ciencia nos ha permitido procesar y transformar estas sustancias naturales en píldoras, tintes, polvos y aceites,[34] la economía de mercado y la posición de "autoridad" que se le atribuye a la comunidad médica han hecho menos popular su uso. El término "medicina alternativa" se emplea con frecuencia para designar el uso de plantas y extractos naturales con propósitos curativos. Las amenazas a la naturaleza provocadas por el hombre son, entre otras, la contaminación, la deforestación, y desastres tales como las mareas negras. La humanidad ha intervenido en la extinción de algunas plantas y animales.

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Zonas vírgenes Una zona virgen es un entorno natural de la Tierra que no ha sido modificado directamente por la acción del hombre. Los ecologistas consideran que las áreas vírgenes son una parte del ecosistema natural del planeta (la biosfera). La expresión "zona virgen" evoca inmediatamente la idea de "naturaleza salvaje", es decir, que los humanos no pueden controlar. Desde este punto de vista, es la virginidad o estado salvaje de un lugar la que la convierte en una zona virgen. La mera presencia o actividad humana no necesariamente implica que una zona deje de ser virgen. Muchos ecosistemas que son, o han sido, habitados o influidos por las actividades humanas pueden considerarse como "vírgenes". Este punto de vista incluye las áreas en las que los procesos naturales discurren sin interferencias humanas notorias. La noción de "naturaleza salvaje" ha sido un tema importante en las artes visuales durante diversas épocas de la historia mundial. Durante Un entorno virgen en Queensland, Australia. la Dinastía Tang (618-907) se dio una temprana tradición de pintura paisajística. Esta tradición de representar la naturaleza tal cual se convirtió en uno de los objetivos de la pintura china y tuvo una influencia significativa en el arte asiático. En el mundo occidental, la idea de "zona virgen" (naturaleza salvaje, etc.) como valor intrínseco apareció en los años 1800, especialmente en las obras del movimiento romántico. Artistas británicos como John Constable y Joseph Mallord William Turner se dedicaron a plasmar la belleza del mundo natural en sus cuadros. Antes, las pinturas habían sido sobre todo de escenas religiosas o de seres humanos. La poesía de William Wordsworth describe las maravillas del mundo natural, que antes se veía como un lugar amenazador. Cada vez más, la valoración de la naturaleza se fue convirtiendo en un aspecto de la cultura occidental.[35]

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La belleza en la naturaleza La belleza de la naturaleza es un tema recurrente en la vida moderna y en el arte: los libros que la ensalzan llenan grandes estanterías de bibliotecas y librerías. Esa cara de la naturaleza, que el arte (fotografía, pintura, poesía...) tanto ha retratado y elogiado revela la fuerza con la que muchas personas asocian naturaleza con belleza. El porqué de la existencia de esa asociación y en qué consiste ésta constituyen el campo de estudio de la rama de la filosofía llamada estética. Más allá de ciertas características básicas de la naturaleza en cuya hermosura coinciden la mayoría de filósofos, las opiniones son prácticamente infinitas.[37] Muchos científicos, que estudian la naturaleza de forma más específica y organizada, también comparten la idea de que la naturaleza es hermosa. El matemático francés Jules Henri Poincaré (1854-1912) dijo:[38] El científico no estudia la naturaleza porque es útil, sino porque le cautiva, y le cautiva porque es bella. Eclosión de un huevo de salmón. Una de las Si la naturaleza no fuera hermosa, no valdría la pena raíces originales de la palabra latina natura era conocerla, y si no valiera la pena conocerla, tampoco natus, que a su vez procede de la palabra nasci, [36] cuya traducción es "nacer". valdría la pena vivir. Por supuesto, no me refiero aquí a la belleza que estimula los sentidos, la de las cualidades y las apariencias; no es que la desdeñe, en absoluto, sino que ésta nada tiene que hacer con la ciencia. Me refiero a la belleza más profunda, la que procede del orden armonioso de las partes y que puede captar una inteligencia pura. Una idea clásica de la belleza del arte involucra la palabra mímesis, es decir, la imitación de la naturaleza. En el dominio de las ideas sobre la belleza de la naturaleza, lo perfecto evoca la simetría, la división exacta y otras fórmulas y nociones matemáticas perfectas.

Materia y energía

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10 Algunos campos de la ciencia ven la naturaleza como "materia en movimiento", obedeciendo a ciertas "leyes naturales" que la ciencia se encarga de descubrir y entender.

Los primeros orbitales atómicos del átomo de hidrógeno. Aquí se muestran como secciones transversales cuyos colores indican la probabilidad de densidad electrónica.

Se suele definir la materia como la sustancia de la que se componen los objetos físicos, y constituye el universo observable. Según la teoría de la relatividad especial, no existe ninguna distinción inalterable entre la materia y la energía, dado que la materia se puede convertir en energía (véase aniquilación), y viceversa (véase creación de la materia). Ahora se piensa que los componentes visibles del universo constituyen únicamente un 4 por ciento de la masa total, y que lo restante consiste en un 73 por ciento de materia oscura y un 23 por ciento de materia oscura fría.[39] Aún se desconoce la naturaleza exacta de estos componentes, que están siendo investigados a fondo por los físicos.

El comportamiento de la materia y la energía en el universo observable parece corresponderse con leyes físicas bien definidas. Éstas se han empleado para crear modelos cosmológicos que explican satisfactoriamente la estructura y la evolución del universo que podemos observar. Las expresiones matemáticas de las leyes físicas emplean un conjunto de veinte constantes físicas que, a través del universo observable, parecen estáticas. Sus valores se han conseguido medir con gran precisión, pero la razón de por qué tienen esos valores específicos y no otros sigue siendo un misterio. Véanse también: Química y física

La naturaleza más allá de la Tierra Véase también: Vida extraterrestre

El espacio exterior, también llamado espacio a secas, designa las regiones relativamente vacías del universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestiales. Se añade el adjetivo exterior para distinguirlo del espacio aéreo. No existe ningún límite definido entre la atmósfera terrestre y el espacio, puesto que ésta se va atenuando gradualmente a medida que aumenta la altitud. El espacio cósmico ubicado dentro de los límites del Sistema Solar se conoce como espacio interplanetario, cuyo límite con el espacio interestelar es lo que conocemos como heliopausa.

NGC 4414, una típica galaxia espiral en la constelación Coma Berenices. Tiene unos 56.000 años luz de diámetro y está aproximadamente a 60 millones de años luz de nosotros.

Aunque el espacio exterior es de por sí muy amplio, no está vacío. En él existen, aunque repartidas de manera muy dispersa, varias docenas de moléculas orgánicas descubiertas hasta la fecha gracias a la espectroscopia rotacional, la radiación de fondo de microondas y la radiación cósmica, formada por núcleos atómicos ionizados y diversas partículas subatómicas. También hay algo de gas, plasma, polvo cósmico y pequeños meteoros. Además, los seres humanos han dejado restos de su actividad en el espacio exterior, a través de materiales procedentes de los lanzamientos tripulados y no tripulados. A todos estos objetos se les ha llamado "basura espacial" y constituyen un riesgo potencial para las naves espaciales. Algunos caen a la atmósfera periódicamente.

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El planeta Tierra es actualmente el único cuerpo celeste conocido dentro del sistema solar en el que existe vida. Sin embargo, los recientes hallazgos sugieren que, en el pasado lejano, el planeta Marte tenía masas de agua líquida en la superficie. Durante un breve periodo en la historia de Marte, podría haber sido capaz de albergar vida. Sin embargo, en la actualidad la mayor parte del agua de Marte está congelada. Si aun así existiese vida en Marte, lo más probable es que estuviese situada bajo tierra, donde todavía podría haber agua líquida.[40] Las condiciones existentes en los otros planetas telúricos, Mercurio y Venus, parecen ser demasiado hostiles como para que allí se pueda desarrollar la vida tal cual la conocemos. Pero se ha conjeturado que Europa, la cuarta mayor luna de Júpiter, pueda poseer un océano subterráneo de agua líquida, y sería posible que existiese vida en él.[41]

Ésta es la imagen más profunda del universo tomada con luz visible, la llamada Hubble Ultra Deep Field. Créditos: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) y el equipo del HUDF.

Véase también • • • •

Medio ambiente Historia natural Filosofía natural Ciencias naturales

Notas y referencias [1] Harper, Douglas. « Nature (http:/ / www. etymonline. com/ index. php?term=nature)». Online Etymology Dictionary. [2] El título del libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Isaac Newton (1687), por ejemplo, se traduce por "Principios Matemáticos de la Filosofía Natural", y refleja el uso frecuente, en aquella época, del término "filosofía natural", que equivale a "estudio sistemático de la naturaleza". [3] La etimología de la palabra "física" revela su uso como sinónimo de "natural" a mediados del siglo XV: Harper, Douglas. « Physical (http:/ / www. etymonline. com/ index. php?term=physical)». Online Etymology Dictionary. [4] Se puede encontrar una excelente reseña del clima global en: « World Climates (http:/ / www. blueplanetbiomes. org/ climate. htm)». Blue Planet Biomes. [5] Margulis, Lynn; Dorian Sagan (1995). What is Life?. Nueva York: Simon & Schuster. ISBN 0-684-81326-2. [6] Dalrymple, G. Brent (1991). The Age of the Earth. Stanford: Stanford University Press. ISBN 0-8047-1569-6. [7] Morbidelli, A.; et al. (2000). « Source Regions and Time Scales for the Delivery of Water to Earth (http:/ / adsabs. harvard. edu/ abs/ 2000M& PS. . . 35. 1309M)». Meteoritics & Planetary Science 35 (6): pp. 1309-1320. . [8] Earth's Oldest Mineral Grains Suggest an Early Start for Life (http:/ / nai. arc. nasa. gov/ news_stories/ news_detail. cfm?ID=76). NASA Astrobilogy Institute. 24 de diciembre de 2001. . Consultado en 2006. [9] Murphy, J. B.; R.D. Nance (2004). «[http://www.americanscientist.org/template/AssetDetail/assetid/34004;jsessionid=aaa4W2jLnnG9QG How do supercontinents assemble?]». American Scientist 92 (4): pp. 324-333. doi: 10.1511/2004.4.324 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1511/ 2004. 4. 324). http://www.americanscientist.org/template/AssetDetail/assetid/34004;jsessionid=aaa4W2jLnnG9QG. [10] Colebrook, Michael. « Chronology of Earth History (http:/ / www. greenspirit. org. uk/ resources/ chronology. htm)». Cosmology and The Universe Story. [11] Stanley, Steven M. (1999). Earth System History. New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-2882-6. [12] Kirschvink, J.L. (1992). « Late Proterozoic Low-Latitude Global Glaciation: The Snowball Earth (http:/ / www. gps. caltech. edu/ ~jkirschvink/ pdfs/ firstsnowball. pdf)». En J.W. Schopf, C.Klein eds.. The Proterozoic Biosphere. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 51-52. ISBN 0-521-36615-1. [13] Raup, David M.; J. John Sepkoski Jr. (Marzo 1982). «Mass extinctions in the marine fossil record». Science 215 (4539): pp. 1501–1503. doi: 10.1126/science.215.4539.1501 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1126/ science. 215. 4539. 1501). [14] Margulis, Lynn; Dorian Sagan (1995). What is Life?. Nueva York: Simon & Schuster. pp. 145. ISBN 0-684-81326-2.

Naturaleza [15] Eldredge, Niles (Junio de 2001). « The Sixth Extinction (http:/ / www. actionbioscience. org/ newfrontiers/ eldredge2. html)». ActionBioscience.org. Consultado el 17 de mayo de 2006. [16] Stuart, A.J., et al: "Pleistocene to Holocene extinction dynamics in giant deer and woolly mammoth" Nature 431, 684-689(7 de octubre de 2004) (http:/ / www. nature. com/ nature/ journal/ v431/ n7009/ abs/ nature02890. html) [17] "The mid-Holocene extinction of silver fir (Abies alba) in the ..." pdf (http:/ / www. springerlink. com/ index/ D85T53513002564V. pdf) [18] Véase, p.ej. (http:/ / park. org/ Canada/ Museum/ extinction/ holmass. html), (http:/ / park. org/ Canada/ Museum/ extinction/ extincmenu. html), (http:/ / park. org/ Canada/ Museum/ extinction/ patterns. html) [19] {{cita publicación|nombre=L. V. L. C. Marshall |año=1965 |mes=mayo |título=On the Origin and Rise of Oxygen Concentration in the Earth's Atmosphere |revista=Journal of the Atmospheric Sciences .allenpress. [20] Las estimaciones que incluyen la masa total de la materia vegetal y animal muerta ("biomasa seca") elevan este número a cerca de 1.100.000 millones de toneladas métricas, o más. Cabe señalar que no se están teniendo en cuenta las estimaciones de la cantidad de combustibles fósiles que en su día estuvieron vivos, pero que han adquirido su composición actual debido a las condiciones extremas de calor y presión. [21] Cita web |nombre=Peter V. |apellido=Sengbusch |título=The Flow of Energy in Ecosystems - Productivity, Food Chain, and Trophic Level |publicación=Botany online |editorial=Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo|url=http:/ / www. biologie. uni-hamburg. de/ b-online/ e54/ 54c. htm |mesacceso=23 de septiembre|añoacceso=2006}} [22] Pidwirny, Michael (mayo de 2003). « Just How Many Species Are There, Anyway? (http:/ / www. sciencedaily. com/ releases/ 2003/ 05/ 030526103731. htm)». Science DailyExtinction Web Page Class Notes. [23] Withers, Mark A.; et al. 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ISBN 92-807-2087-2. . [26] Cita |editorial=Department of the Interior, Geological Survey |ubicación=Reston, VA |id=SuDocs No. I [27] El dato "la mitad de un uno por ciento" tiene en cuenta lo siguiente (véase, por ejemplo, Leckie, Stephen (1999). « How Meat-centred Eating Patterns Affect Food Security and the Environment (http:/ / www. idrc. ca/ en/ ev-30610-201-1-DO_TOPIC. html)». For hunger-proof cities: sustainable urban food systems. Ottawa, Canadá: International Development Research Centre. ISBN 0-88936-882-1. [28] . [29] Pidwirny, Michael (2006). « Introduction to the Biosphere: Introduction to the Ecosystem Concept (http:/ / www. physicalgeography. net/ fundamentals/ 9j. html)». Fundamentals of Physical Geography (2ª edición). [30] Pidwirny, Michael (2006). « Introduction to the Biosphere: Organization of Life (http:/ / www. physicalgeography. net/ fundamentals/ 9d. html)». Fundamentals of Physical Geography (2ª edición). [31] Pidwirny, Michael (2006). « Introduction to the Biosphere: Abiotic Factors and the Distribution of Species (http:/ / www. physicalgeography. net/ fundamentals/ 9e. html)». Fundamentals of Physical Geography (2ª edición). esp. la sección "Abiotic Factors and Tolerance Limits." [32] Bailey, Robert G. (abril 2004). « Identifying Ecoregion Boundaries (http:/ / www. fs. fed. us/ institute/ news_info/ Identifying_ecoregion_boundaries. pdf)». Environmental Management 34 (Suplemento 1). doi: 10.1007/s00267-003-0163-6 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1007/ s00267-003-0163-6). . [33] « Plant Conservation Alliance - Medicinal Plant Working Groups Green Medicine (http:/ / www. nps. gov/ plants/ medicinal/ plants. htm)» (en inglés). US National Park Services. [34] « Natural Healing Oils (http:/ / www. naturallyguaranteed. com)» (en inglés). [35] History of Conservation (http:/ / www. spacesfornature. org/ greatspaces/ conservation. html) BC Spaces for Nature. Consultado el 20 de mayo de 2006. [36] Harper, Douglas. « Nature (http:/ / www. etymonline. com/ index. php?term=nature)». Online Etymology Dictionary. [37] Para un ejemplo de varias opiniones, véase: « On the Beauty of Nature (http:/ / www. wilderness. org/ Library/ Documents/ Beauty_Quotes. cfm)». The Wilderness Society. y el análisis de la materia de Ralph Waldo Emerson: Emerson, Ralph Waldo (1849). « Beauty (http:/ / www. emersoncentral. com/ beauty. htm)». Nature; Addresses and Lectures. [38] Poincaré, Jules Henri (1913). The foundations of science; Science and hypothesis, The value of science, Science and method. New York: The Science Press. p. 366-7. OCLC 2569829 (http:/ / worldcat. org/ oclc/ 2569829). [39] « Some Theories Win, Some Lose (http:/ / map. gsfc. nasa. gov/ m_mm/ mr_limits. html)». NASAWMAP Mission: First Year Results. [40] Malik, Tariq (08-03-2005). « Hunt for Mars life should go underground (http:/ / www. msnbc. msn. com/ id/ 7129347/ )» (en inglés). The Brown University News Bureau. [41] Scott Turner (02-03-1998). « Detailed Images From Europa Point To Slush Below Surface (http:/ / www2. jpl. nasa. gov/ galileo/ news8. html)» (en inglés). The Brown University News Bureau.

Naturaleza

Enlaces externos • • •

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bioenergeia Ecosistema Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (bioceosis) y el medio físico donde sea relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.[1] También se puede definir así: "Un ecosistema consiste de la comunidad biológica de un local y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente abiótico.[2] El concepto, que comenzó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en Selva lluviosa, Río Amazonas. cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan.[1][3]

Descripción El término ecosistema fue acuñado en 1930 por Roy Clapham para designar el conjunto de componentes físicos y biológicos de un entorno. El ecólogo británico Arthur Tansley refinó más tarde el término, y lo describió como «El sistema completo, ... incluyendo no sólo el complejo de organismos, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamos medio ambiente».[4] Tansley consideraba los ecosistemas no simplemente como unidades naturales sino como «aislamientos mentales» («mental isolates»).[3] Tansley más adelante[5] definió la extensión espacial de los ecosistemas mediante el término «ecotopo» («ecotope»).

Tundra en Groenlandia

Fundamental para el concepto de ecosistema es la idea de que los organismos vivos interactúan con cualquier otro elemento en su entorno local. Eugene Odum, uno de los fundadores de la ecología, declaró: «Toda unidad que incluye todos los organismos (es decir: la "comunidad") en una zona determinada interactuando con el entorno físico de tal forma que un flujo de energía conduce a una estructura trófica claramente definida, diversidad biótica y ciclos de materiales (es decir, un intercambio de materiales entre las partes vivientes y no vivientes) dentro del sistema es un ecosistema».[6] El concepto de ecosistema humano se basa en desmontar la dicotomía humano/naturaleza y en la premisa de que todas las especies están ecológicamente integradas unas con otras, así como con los componentes abióticos de su biotopo.

Ecosistema

Biomas Un bioma es una clasificación global de áreas similares, incluyendo muchos ecosistemas, climática y geográficamente similares, esto es, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, son a menudo referidas como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas (árboles, arbustos y Mapa de biomas terrestres clasificados por vegetación. hierbas), los tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas (bosque, selva, sabana) y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no se definen por genética, taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación clímax. La clasificación más simple de biomas es: 1. Biomas terrestres. 2. Biomas de agua dulce. 3. Biomas marinos.

Clasificación de ecosistemas Los ecosistemas han adquirido, políticamente, una especial relevancia ya que en el Convenio sobre la Diversidad Biológica («Convention on Biological Diversity», CDB) —ratificado por más de 175 países en la cumbre de Río de Janeiro]] en junio de 1992.— se establece «la protección de los ecosistemas, los hábitats naturales y el mantenimiento de poblaciones viables de especies en entornos naturales»[7] como un compromiso de los países ratificantes. Esto ha creado la necesidad política de identificar espacialmente los ecosistemas y de alguna manera distinguir entre ellos. El CDB define un «ecosistema» como «un complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional».[8] Con la necesidad de proteger los ecosistemas, surge la necesidad política de describirlos e identificarlos de manera eficiente. Vreugdenhil et al. argumentaron que esto podría lograrse de manera más eficaz mediante un sistema de clasificación fisonómico-ecológico, ya que los ecosistemas son fácilmente reconocibles en el campo, así como en imágenes de satélite. Sostuvieron que la estructura y la estacionalidad de la vegetación asociada, complementados con datos ecológicos (como la altitud, la humedad y el drenaje) eran cada uno modificadores determinantes que distinguían parcialmente diferentes tipos de especies. Esto era cierto no sólo para las especies de plantas, sino también para las especies de animales, hongos y bacterias. El grado de distinción de ecosistemas está sujeto a los modificadores fisionómicos que pueden ser identificados en una imagen y/o en el campo. En caso necesario, se pueden añadir los elementos específicos de la fauna, como la concentración estacional de animales y la distribución de los arrecifes de coral. Algunos de los sistemas de clasificación fisionómico-ecológicos disponibles son los siguientes: • Clasificación fisonómica-ecológica de formaciones vegetales de la Tierra: un sistema basado en el trabajo de 1974 de Mueller-Dombois y Heinz Ellenberg,[9] y desarrollado por la UNESCO. Describe la estructura de la vegetación y la cubierta sobre y bajo el suelo tal como se observa en el campo, descritas como formas de vida vegetal. Esta clasificación es fundamentalmente un sistema de clasificación de vegetación jerárquico, una fisionomía de especies independientes que también tiene en cuenta factores ecológicos como el clima, la altitud,

Ecosistema

las influencias humanas tales como el pastoreo, los regímenes hídricos, así como estrategias de supervivencia tales como la estacionalidad. El sistema se amplió con una clasificación básica para las formaciones de aguas abierta.[10] • Sistema de clasificación de la cubierta terrestre («Land Cover Classification System», LCCS), desarrollado por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO).[11] Varios sistemas de clasificación acuáticos están también disponibles. Hay un intento del Servicio Geológico de los Estados Unidos («United States Geological Survey», USGS) y la Inter-American Biodiversity Information Network (IABIN) para diseñar un sistema completo de clasificación de ecosistemas que abarque tanto los ecosistemas terrestres como los acuáticos. Desde una perspectiva de la filosofía de la ciencia, los ecosistemas no son unidades discretas de la naturaleza que se pueden identificar simplemente usando un enfoque correcto para su clasificación. De acuerdo con la definición de Tansley ("aislados mentales"), cualquier intento de definir o clasificar los ecosistemas debería de ser explícito para la asignación de una clasificación para el observador/analista, incluyendo su fundamento normativo.

Estructura Al sumar la estructura de un ecosistema se habla a veces de la estructura abstracta en la que las partes son las distintas clases de componentes, es decir, el biotopo y la biocenosis, y los distintos tipos ecológicos de organismos (productores, descomponedores, predadores, etc.). Pero los ecosistemas tienen además una estructura física en la medida en que no son nunca totalmente homogéneos, sino que presentan partes, donde las condiciones son distintas y más o menos uniformes, o gradientes en alguna dirección.

Sabana en el Parque Nacional Tarangire de Tanzania.

El ambiente ecológico aparece estructurado por diferentes interfases o límites más o menos definidos, llamados ecotonos, y por gradientes direccionales, llamados ecoclinas, de factores físicoquímicos del medio. Un ejemplo es el gradiente de humedad, temperatura e intensidad lumínica en el seno de un bosque, o el gradiente en cuanto a luz, temperatura y concentraciones de gases (por ejemplo O2) en un ecosistema léntico. La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical y horizontal, en ambos casos se habla estratificación. • Estructura vertical. Un ejemplo claro e importante es el de la estratificación lacustre, donde distinguimos esencialmente epilimnion, mesolimnion (o termoclina) e hipolimnion. El perfil del suelo, con su subdivisión en horizontes, es otro ejemplo de estratificación con una dimensión ecológica. Las estructuras verticales más complejas se dan en los ecosistemas forestales, donde inicialmente distinguimos un estrato herbáceo, un estrato arbustivo y un estrato arbóreo. • Estructura horizontal. En algunos casos puede reconocerse una estructura horizontal, a veces de carácter periódico. En los ecosistemas ribereños, por ejemplo, aparecen franjas paralelas al cauce fluvial, dependientes sobre todo de la profundidad del nivel freático. En ambientes periglaciales los fenómenos periódicos relacionados con los cambios de temperatura, helada y deshielo, producen estructuras regulares en el sustrato que afectan también a la biocenosis. Algunos ecosistemas desarrollan estructuras horizontales en mosaico, como ocurre en extensas zonas bajo climas tropicales de dos estaciones, donde se combina la llanura herbosa y el bosque o el matorral espinoso, formando un paisaje característico conocido como la sabana arbolada.

Ecosistema

Ecosistema acuático Los ecosistemas acuáticos incluyen las aguas de los océanos y las aguas continentales dulces o saladas. La oceanografía se ocupa del estudio de los primeros y la limnología de los segundos. En este último grupo no sólo se consideran los ecosistemas de agua corriente (medios lóticos) y los de agua quieta (medios lénticos), sino también los hábitats acuosos de manantiales, huecos de árboles e incluso las cavidades de plantas donde se acumula agua y los ambientes de aguas subterráneas. Cada uno de estos cuerpos de agua tiene estructuras y propiedades físicas particulares con relación a la luz, la temperatura, las olas, las corrientes y la composición química, así como diferentes tipos de organizaciones ecológicas y de distribución de los organismos. Ecosistema acuático. Arrecife de coral en Timor.

Función y biodiversidad Desde el punto de vista humano muchos ven a los ecosistemas como unidades de producción similares a los que producen bienes y servicios. Entre los bienes más comunes producidos por los ecosistemas están la madera y el forraje para el ganado. La carne de los animales silvestres puede ser muy provechosa bajo un sistema de manejo bien controlado como ocurre en algunos lugares en África del Sur y en Kenia. No se ha tenido tanto éxito en el descubrimiento y la producción de sustancias farmacéuticas a partir de organismos silvestres. Los servicios derivados de los ecosistemas incluyen: 1. disfrute de la naturaleza: lo cual proporciona fuentes de ingresos y de empleo en el sector turístico, a menudo referido como ecoturismo. 2. Retención de agua: facilita una mejor distribución la misma. 3. Protección del suelo: un laboratorio al aire libre para la investigación científica, etc. Un número mayor de especies o diversidad biológica (biodiversidad) de un ecosistema le confiere mayor capacidad de recuperación porque habiendo un mayor número de especies éstas pueden absorber y reducir los efectos de los cambios ambientales. Esto reduce el impacto del cambio ambiental en la estructura total del ecosistema y reduce las posibilidades de un cambio a un estado diferente. Esto no es universal; no existe una relación comprobada entre la diversidad de las especies y la capacidad de un ecosistema de proveer bienes y servicios en forma sostenible. Las selvas húmedas tropicales producen muy pocos bienes y servicios directos y son sumamente vulnerables a los cambios. En cambio los bosques templados se regeneran rápidamente y vuelven a su anterior estado de desarrollo en el curso de una generación humana, como se puede ver después de incendios de bosques. Algunas praderas han sido explotadas en forma sostenible por miles de años (Mongolia, África, brezales europeos).

Ecosistema

Dinámica de ecosistemas Véase también: Funcionamiento de los ecosistemas

La introducción de nuevos elementos, ya sea abióticos o bióticos, puede tener efectos disruptivos. En algunos casos puede llevar al colapso y a la muerte de muchas especies dentro del ecosistema. Sin embargo en algunos casos los ecosistemas tienen la capacidad de recuperarse. La diferencia entre un colapso y una lenta recuperación depende de dos factores: la toxicidad del elemento introducido y la capacidad de recuperación del ecosistema original. Los ecosistemas están gobernados principalmente por eventos La canica azul. La Tierra vista desde la nave estocásticos (azar), las reacciones que estos eventos ocasionan en los espacial Apollo 17, 1972. materiales inertes y las respuestas de los organismos a las condiciones que los rodean. Así, un ecosistema es el resultado de la suma de las respuestas individuales de los organismos a estímulos recibidos de los elementos en el ambiente. La presencia o ausencia de poblaciones simplemente depende del éxito reproductivo y de dispersión; los niveles de las poblaciones fluctúan en respuesta a eventos estocásticos. Si el número de especies de un ecosistema es más alto el número de estímulos también es más alto. Desde el principio de la vida los organismos han sobrevivido a continuos cambios por medio de la selección natural. Gracias a la selección natural las especies del planeta se han ido adaptando continuamente a los cambios por medio de variaciones en su composición biológica y distribución. Se puede demostrar matemáticamente que los números mayores de diferentes factores interactivos tienden a amortiguar las fluctuaciones en cada uno de los factores individuales. Dada la gran diversidad de organismos en la Tierra, la mayoría de los ecosistemas cambia muy gradualmente y a medida que unas especies desaparecen van surgiendo o entrando otras. Localmente las sub-poblaciones se extinguen continuamente siendo reemplazada más tarde por la dispersión de otras sub-poblaciones.[12] Si los ecosistemas están gobernados principalmente por procesos estocásticos deben ser más resistentes a los cambios bruscos que cada especie en particular. En la ausencia de un equilibrio en la naturaleza, la composición de especies de un ecosistema puede experimentar modificaciones que dependen de la naturaleza del cambio, pero es posible que el colapso ecológico total sea infrecuente.

Véase también • • • • • • • • • • •

Agricultura ecológica Agroecosistema Biocenosis Bioconstrucción Biodiversidad Bioma Biotopo Comunidad clímax Desarrollo sostenible Economía ecológica Ecología humana

• Ecología urbana • Huella ecológica • Permacultura

Ecosistema • Sucesión ecológica

Notas y referencias [1] Christopherson, RW (1994) Geosystems: An Introduction to Physical Geography. Prentice Hall Inc. [2] http:/ / www. globalchange. umich. edu/ globalchange1/ current/ lectures/ kling/ ecosystem/ ecosystem. html. The Concept of the Ecosystem. University of Michigan [3] Tansley, AG (1935) The use and abuse of vegetational terms and concepts. Ecology 16, 284-307. [4] «The whole system,… including not only the organism-complex, but also the whole complex of physical factors forming what we call the environment». Op. cit. Tansley, pág. 284-307. [5] Tansley, AG (1939) The British islands and their vegetation. Volume 1 of 2. Cambridge University Press, United Kingdom. 484 pg. [6] «Any unit that includes all of the organisms (ie: the "community") in a given area interacting with the physical environment so that a flow of energy leads to clearly defined trophic structure, biotic diversity, and material cycles (ie: exchange of materials between living and nonliving parts) within the system is an ecosystem.» Odum, EP (1971) Fundamentals of ecology, third edition, Saunders New York [7] «the protection of ecosystems, natural habitats and the maintenance of viable populations of species in natural surroundings» United Nations Environment Programme. Convention on Biological Diversity. June 1992. UNEP Document no. Na.92-78. Reprint (http:/ / www. ciesin. org/ docs/ 008-589/ 008-589. html) [8] «dynamic complex of plant, animal and micro-organism communities and their non-living environment interacting as a functional unit» [9] Möller-Dombois & Ellenberg: "A Tentative Physiognomic-Ecological Classification of Plant Formations of the Earth". [10] Map of the ecosystems of Central America (http:/ / www. birdlist. org/ cam/ themes/ ecosystems_map. htm), WICE 2005. Retrieved 30 August 2008. [11] Antonio Di Gregorio & Louisa J.M. Jansen (2000). Land Cover Classification System (LCCS): Classification Concepts and User Manual (http:/ / www. fao. org/ DOCREP/ 003/ X0596E/ X0596e00. htm). Retrieved 30 August 2008. [12] Andrewatha, HG and LC Birch (1954) The distribution and abundance of animals. University of Chicago Press, Chicago, IL

• Ehrlich, Paul; Walker, Brian "Rivets and Redundancy". BioScience, vol.48 no. 5. Mayo de 1998. pp. 387. American Institute of Biological Sciences.

Enlaces externos • Cambios en los ecosistemas (http://www.greenfacts.org/es/ecosistemas/index.htm), resumen realizado por GreenFacts de un informe de la Evaluación de Ecosistemas del Milenio • Ecological Society of America (http://www.esa.org/) • Este artículo fue creado a partir de la traducción del artículo Ecosystem de la Wikipedia en inglés, bajo la licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0 Unported y la licencia de documentación libre de GNU.

Medio ambiente

Medio ambiente Por medio ambiente se entiende todo lo que afecta a un ser vivo. Condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o de la sociedad en su vida.[1] Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y en un momento determinados, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones venideras. Es decir, no se trata sólo del espacio en el que se desarrolla la vida, sino que también comprende seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura[cita requerida]. El 5 de junio se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente.

Ambiente natural.

Origen etimológico Como sustantivo, la palabra medio procede del latín medium (género neutro); como adjetivo, del latín medius (género masculino). La palabra ambiente procede del latín ambiens, ambientis, del verbo ambere, "rodear", "estar a ambos lados". Se podría considerar a la expresión medio ambiente como pleonasmo porque las acepciones de los dos elementos de tales grafías son coincidentes con la acepción inherente a cuando van juntos. Sin embargo, algunas acepciones de ambas palabras por separado son diferentes. Lo que permite su comprensión es el contexto. Por ejemplo, otras acepciones, metafóricas, del término ambiente aluden a sectores sociales, como ambiente popular o ambiente aristocrático; o actitudes, como tener buen ambiente con los amigos. Medio ambiente es un conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de, en un plazo corto o largo, causar efectos adversos directos o indirectos sobre los seres vivos y las actividades humanas.[2]

Concepto de ambiente En la Teoría general de sistemas, un ambiente es un complejo de factores externos que actúan sobre un sistema y determinan su curso y su forma de existencia. Un ambiente podría considerarse como un superconjunto en el cual el sistema dado es un subconjunto. Puede constar de uno o más parámetros, físicos o de otra naturaleza. El ambiente de un sistema dado debe interactuar necesariamente con los seres vivos. Estos factores externos son: • Ambiente físico: Geografía Física, Geología, clima, contaminación. • Ambiente biológico: 1. Población humana: Demografía. 2. Flora: fuente de alimentos o productores. 3. Fauna: consumidores primarios, secundarios, etcétera. • Ambiente socioeconómico:

Medio ambiente 1. Ocupación laboral o trabajo: exposición a agentes químicos, físicos. 2. Urbanización o entorno urbano y desarrollo económico. 3. Desastres: guerras, inundaciones.

Desarrollo histórico del concepto de ambiente 1. Hipócrates (460-375 años antes de Cristo), en su obra Aires, aguas y lugares, resalta la importancia del ambiente como causa de enfermedad. 2. Thomas Sydenham (1624-1689) y Giovanni Maria Lancisi (1654-1720) formulan la teoría miasmática, en la que el miasma es un conjunto de emanaciones fétidas de suelos y aguas impuras que son causa de enfermedad. 3. En el siglo XIX, con Chadwick William Farr (1807-1883), con la mortalidad de los mineros, John Snow (1813-1858) con "Sobre el modo de transmisión del cólera", se consolidan la importancia del ambiente en epidemiología y la necesidad de utilizar métodos numéricos.

Factores naturales En la actualidad existen altos niveles de contaminación causados por el hombre. Pero no sólo éste contamina, sino que también existen factores naturales que, así como benefician, también pueden perjudicar al entorno. Algunos de éstos son:

Organismos vivos Animales de pastoreo como los vacunos son beneficiosos para la vegetación. Sus heces abonan la tierra. Los caprinos, con sus pezuñas y su manera de obtener su alimento erosionan, afectan adversamente, la tierra.

Clima • La lluvia es necesaria para el crecimiento vegetal, pero en exceso provoca ahogamiento de las plantas. • El viento sirve para dispersión de polen y semillas, proceso benéfico para la vegetación, pero -lamentablementeen demasía provoca erosión. • La nieve quema las plantas. Sin embargo, para fructificar, algunos tipos de vegetación como la araucaria requieren un golpe de frío. • La luz del sol es fundamental en la fotosíntesis. • El calor es necesario pero en exceso genera sequía, y ésta, esterilidad de la tierra.

Relieve Existen relieves beneficiosos (como los montes repletos de árboles) y perjudiciales, como los volcanes, que pueden afectar el terreno ya sea por ceniza o por riesgo de explosión magmática. Cualquier irregularidad ocurrida en la superficie terrestre forma el relieve. Por ende, puede dar lugar tanto a elevaciones como a hundimientos en el terreno. El relieve actual de la Tierra es resultado de un largo proceso. Según la teoría de la tectónica de placas, la litosfera está dividida en diversas placas tectónicas que se desplazan lentamente, lo cual provoca que la superficie terrestre esté en cambio continuo (teoría de la deriva continental).

Medio ambiente

Deforestación Es un factor que en gran manera afecta a la tierra porque los árboles y plantas demoran mucho en volver a crecer y son elementos importantes para el medio ambiente.

Sobreforestación Este extremo también resulta perjudicial al entorno, pues demasiada vegetación absorbe todos los minerales de la superficie donde se encuentra. De este modo el suelo se queda sin minerales suficientes para su propio desarrollo. Una manera de evitar esto consiste en utilizar la Rotación de cultivos adecuada a la zona.

Incendios forestales Se le podría denominar un tipo de deforestación con efectos adversos masivos y duraderos al terreno. La tierra que ha sido expuesta a incendio demora cientos de años para volver a ser utilizable.

Día mundial del medio ambiente El 5 de junio de cada año, globalmente se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente. Éste fue establecido por la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1972. Es uno de los medios importantes por los cuales la Organización de las Naciones Unidas estimula la sensibilización mundial acerca del entorno e intensifica la atención y la acción política.

Véase también • • • • • • • • • • • •

Portal:Ecología. Contenido relacionado con Ecología. Anexo:Artículos sobre el medio ambiente Ciencias ambientales Desarrollo sostenible Ecología pública Educación ambiental Ferias de productos ecológicos Gestión ambiental Hábitat Movimiento ecologista Paisaje natural Vida silvestre

Medio ambiente

Referencias [1] Johnson, D.L., S.H. Ambrose, T.J. Bassett, M.L. Bowen, D.E. Crummey, J.S. Isaacson, D.N. Johnson, P. Lamb, M. Saul, and A.E. Winter-Nelson. 1997. Meanings of environmental terms. Journal of Environmental Quality 26: 581-589. [2] Definición de Medio Ambiente. "Sensibilización medioambiental". IFES.

Bibliografía • Adams, Simon; David Lambert (2006). Earth Science: An illustrated guide to science. New York NY 10001: Chelsea House. pp. 20. ISBN 0-8160-6164-5.

Enlaces externos •

Wikcionario tiene definiciones para medio ambiente.Wikcionario

Wikilibros •

Wikilibros alberga un libro o manual sobre Medio ambiente.

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Medios de comunicación especializados en medio ambiente • Dirección de información ambiental (http://www.EFEverde.com/) de la Agencia EFE. • CienciasAmbientales.com - Ciencias Ambientales y el Medio Ambiente. (http://www.CienciasAmbientales. com/) • Medio Ambiente en la página oficial de National Geographic España. (http://www.nationalgeographic.es/ medio-ambiente)

Flora

Flora En botánica, flora se refiere al conjunto de las plantas que pueblan una región (por ejemplo un continente, clima, sierra, etc.), la descripción de éstas, su abundancia, los períodos de floración, etc. Es el conjunto de especies vegetales que se pueden encontrar en una región geográfica, que son propias de un periodo geológico o que habitan en un ecosistema determinado. La flora atiende al número de especies mientras que la vegetación hace referencia a la distribución de las especies y a la importancia relativa, por número de individuos y Esquema simplificado de la flora de una isla. tamaño, de cada una de ellas. Por tanto, la flora, según el clima y otros factores ambientales, determina la vegetación. La geobotánica o fitogeografía se ocupa del estudio de la distribución geográfica de las especies vegetales; el estudio fitogeográfico referido a la sistemática de las formaciones vegetales se conoce como florística. Desde los tiempos prehistóricos la flora ha venido siendo utilizada por las personas sirviendo cada vez más para el sustento humano y el mantenimiento de un ecosistema favorable. Los bosques ocupan aproximadamente el 25% de la superficie terrestre. Entre los productos de la flora se cuentan: la materia prima, tal como madera, semillas, hojas, cortezas, caucho, frutas y alimentos Flora es también la obra escrita que se usa para clasificar las estirpes vegetales de una región; por ejemplo, Flora Lapponica de Linneo. El término flora, procedente del latín, alude a Flora, diosa romana de las flores, jardines y de la primavera.

Lago Eco en el corazón del Jardín Botánico de Singapur.

Clases de flora Las plantas están agrupadas en floras que se fundamentan en regiones, períodos, medio ambientes especiales o climas. Las regiones pueden ser hábitats geográficamente distintos, como montañas o llanuras. Pueden referirse a la vida vegetal de una era histórica como la flora fósil y pueden estar subdivididas en medio ambientes especiales: • Flora nativa. La flora autóctona de una zona. • Flora agrícola y de jardín. Las plantas que son cultivadas por los humanos. • Flora arvense[1][2][3] o de la maleza. Esta clasificación fue aplicada tradicionalmente a las plantas que se consideraban indeseables y se estudiaban para su control o erradicación. En la actualidad esta denominación se usa con menos frecuencia como categorización de la vida vegetal, ya que se incluyen tres tipos diferentes de plantas: las especies de malas hierbas, especies invasoras (que pueden o no ser malas hierbas) y especies autóctonas e introducidas no del tipo maleza agrícolamente indeseables. Se ha probado que muchas plantas nativas que antes se consideraban malas hierbas son beneficiosas e incluso necesarias en diversos ecosistemas. A veces los organismos bacterianos se incluyen como flora. En otras ocasiones los términos flora bacteriana y flora vegetal se utilizan por separado.

Flora

Tratados sobre flora Tradicionalmente, las floras son libros, pero en la actualidad se publican en CD-ROM o páginas web. La zona que cubre una flora puede estar definida tanto geográfica como políticamente. Normalmente las floras requieren conocimientos botánicos especializados para poder utilizarlas con eficacia. Una flora contiene con frecuencia claves de diagnóstico. Éstas son claves dicotómicas que requieren el examen repetido de una planta por parte del usuario para decidir cual de las dos alternativas dadas se ajusta con más exactitud a la planta.

Floras clásicas Europa • Flora Londinensis, William Curtis. Inglaterra 17771798 • Flora Graeca, John Sibthorp. (England) 1806 - 1840 • Flora Danica, Simon Paulli. Denmark, 1847. • Flora Jenensis, Heinrich Bernhard Rupp Alemania, 1718. • Flora Scorer, Paolo Di Canio. 1723. • Flora Suecica, Carolus Linnaeus. 1745. India • Hortus indicus malabaricus, Hendrik van Rheede 1683–1703 Indonesia • Flora Javae, Carl Ludwig Blume and Joanne Baptista Fischer. 1828.

Regiones florísticas de Europa según Wolfgang Frey y Rainer Lösch.

Ejemplos de flora: Asia China y Japón • Flora de China [4] • Flora de China en eFloras [5] • Flora de Japón [6] Sudeste de Asia • • • • •

Flora de Tailandia [7] Florae Siamensis Enumeratio Flora Malesiana (1984-hasta el presente) Sobre Flora Malesiana [8]. Flora of the Malay Peninsula Flore du Cambodge, du Laos et du Viêt-Nam

Indian region and Sri Lanka • Flora de Bután [9] • Flora of the Presidency of Madras by J.S. Gamble (1915-36) • Flora de Nepal [10] • Bengal Plants by D. Prain (1903) • Flora of the upper Gangetic plains by J. F. Duthie (1903-29) • Botany of Bihar and Orissa by H.H. Haines (1921-25)

Flora

• Flora of British India (1872-1897) by Sir J.D. Hooker Middle East and western Asia • Flora of Turkey • Flora Iranica • Flora Palaestina: • • • • • •

M. Zohary (1966). Flora Palaestina part 1. M. Zohary (1972). Flora Palaestina part 2. N. Feinbrun (1978). Flora Palaestina part 3. N. Feinbrun (1986). Flora Palaestina part 4. A. Danin, (2004). Distribution Atlas of Plants in the Flora Palaestina Area (Flora Palaestina part 5). Online updates: http://flora.huji.ac.il/browse.asp?lang=en&action=showfile&fileid=14005

Australasia • Flora de Australia • Flora de Nueva Zelanda series: • Allan, H.H. 1961, reprinted 1982. Flora of New Zealand. Volume I: Indigenous Tracheophyta - Psilopsida, Lycopsida, Filicopsida, Gymnospermae, Dicotyledons. ISBN 0-477-01056-3.

• • • • •

• Moore, L.B.; Edgar, E. 1970, reprinted 1976. Flora of New Zealand. Volume II: Indigenous Tracheophyta Monocotyledons except Graminae. ISBN 0-477-01889-0. • Healy, A.J.; Edgar, E. 1980. Flora of New Zealand Volume III. Adventive Cyperaceous, Petalous & Spathaceous Monocotyledons. ISBN 0-477-01041-5. • Webb, C.J.; Sykes, W.R.;Garnock-Jones, P.J. 1988. Flora of New Zealand Volume IV: Naturalised Pteridophytes, Gymnosperms, Dicotyledons. ISBN 0-477-02529-3. • Edgar, E.; Connor, H.E. 2000. Flora of New Zealand Volume V: Grasses. ISBN 0-478-09331-4. • Volumes I-V: First electronic edition [11], Landcare Research, June 2004. Transcribed by A.D. Wilton and I.M.L. Andres. Galloway, D.J. 1985. Flora of New Zealand: Lichens. ISBN 0-477-01266-3. Croasdale, H.; Flint, E.A. 1986. Flora of New Zealand: Desmids. Volume I. ISBN 0-477-02530-7. Croasdale, H.; Flint, E.A. 1988. Flora of New Zealand: Desmids. Volume II. ISBN 0-477-01353-8. Croasdale, H.; Flint, E.A.;Racine, M.M. 1994. Flora of New Zealand: Desmids. Volume III. ISBN 0-477-01642-1. Sykes, W.R.; West, C.J.; Beever, J.E.; Fife, A.J. 2000. Kermadec Islands Flora - Special Edition. ISBN 0-478-09339-X.

Islas del Pacífico • • • •

Flora Vitiensis Nova, a New Flora of Fiji Manual of the Flowering Plants of Hawai‘i, Warren L. Wagner and Derral R. Herbst (1991) + suppl. [12] Flore de la Nouvelle-Calédonie Flore de la Polynésie Française (J. Florence, vol. 1 & 2, 1997 & 2004)

Europa • Flora Europaea at the site of The Royal Botanical Gardens of Edinburgh Flora Europaea [13] • Flora de Europa [14] Islas Británicas • Morton, O.1994. Marine Algae of Northern Ireland. Ulster Museum, Belfast. ISBN 0 900761 28 8 • Clive A. Stace, and Hilli Thompson (ilustrador). A New Flora of the British Isles. 2nd ed. Cambridge University Press, 1997. ISBN 0-521-58935-5.

Flora

• Beesley, S. and J. Wilde. Urban Flora of Belfast. Belfast: Institute of Irish Studies, Universidad Queen de Belfast, 1997. • Killick, John, Roy Perry and Stan Woodell. Flora of Oxfordshire. Pisces Publications, 1998. ISBN 1-874357-07-2. • Bowen, Humphry. The Flora of Dorset. Pisces Publications, 2000. ISBN 1-874357-16-1. • Flora Celtica [15] Plants and people in Celtic Europe Otros territorios europeos • • • •

Flora ibérica [16] Flora de las Azores [17] Flora Danica [18] Flora de Rumania

África y Madagascar • • • •

Flore du Gabon Flore du Cameroun Flora of Tropical Africa Flora of Tropical East Africa

• • • • •

Flora Capensis Flora Zambesiaca [19] Flora of South Africa Flore du Rwanda Flore de Madagascar et des Comores

Flora en Wikipedia • Flora por continente • Flora por país

Oceanía África

Flora

Antártida Asia Europa América del Sur Caribe América Central Norte América

Referencias [1] Flora Arvense de Navarra (http:/ / www. unavarra. es/ servicio/ herbario/ htm/ inicio. htm) (Herbario de la Universidad Pública de Navarra) [2] Plantas arvenses (http:/ / www. infojardin. net/ glosario/ plantas-acuaticas/ plantas-arvenses. htm) (InfoJardín) [3] arvense (http:/ / buscon. rae. es/ draeI/ SrvltConsulta?TIPO_BUS=3& LEMA=arvense) (Diccionario de la Lengua Española, Real Academia Española) [4] http:/ / flora. huh. harvard. edu/ china/ [5] http:/ / www. efloras. org/ flora_page. aspx?flora_id=2 [6] http:/ / web-japan. org/ factsheet/ flora/ flora. html [7] http:/ / www. dnp. go. th/ botany/ BOTANY_eng/ flora. html [8] http:/ / www. floramalesiana6. ph/ about. html [9] http:/ / www. rbge. org. uk/ rbge/ web/ science/ research/ biodiversity/ flbhut. jsp [10] http:/ / www. floraofnepal. org/ [11] http:/ / FloraSeries. LandcareResearch. co. nz [12] http:/ / ravenel. si. edu/ botany/ pacificislandbiodiversity/ hawaiianflora/ supplement. htm [13] http:/ / rbg-web2. rbge. org. uk/ FE/ fe. html [14] http:/ / www. macmerik. nl/ indexflora. html [15] http:/ / 193. 62. 154. 38/ celtica/ fcb. htm [16] http:/ / www. rjb. csic. es/ floraiberica/ [17] http:/ / www. horta. uac. pt/ species/ plantae/ inicio. htm [18] http:/ / www. billeder. dnlb. dk/ [19] http:/ / www. kew. org/ efloras/ search. do

Véase también • • • • • •

Bioma Ecosistema Vegetación Farmacopea Naturaleza Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Flora. Commons

Vegetación

Vegetación La vegetación es la cobertura de plantas (la flora) salvajes o cultivadas que crecen espontáneamente sobre una superficie de suelo o en un medio acuático. Hablamos también de una cubierta vegetal. Su distribución en la Tierra depende de los factores climáticos y de los suelos. La relación entre la vegetación y el clima es muy grande. Tiene tanta importancia que inclusive se llega a dar nomenclatura a Biomas clasificados por vegetación los climas según el tipo de vegetación que crece en la zona donde ellos imperan. Por eso se habla de un clima de selva, de un clima de sabana, de un clima de taiga, etc. «Vegetación» es un término general, sin referencia específica a un taxón particular, formas de vida, estructura, extensión u otras características botánica o geográfica específicas. Es más amplio que «flora» que se refiere exclusivamente a la composición de especies. Quizás el sinónimo más cercano es la comunidad de plantas, pero la vegetación, puede y suele hacer referencia a una gama más amplia de escalas espaciales que flora, incluyendo escalas tan grandes como la global. El término vegetación abarca desde bosques de sequoias primitivos, a manglares costeros, corteza desértica, hierbas silvestres, hasta campos de trigo o jardines y céspedes. La vegetación, junto a los hongos, con los cuales se asocia, desempeña un papel superior de producción y de protección de los suelos y el humus, el ciclo del carbono y de la producción de oxígeno. Ciertas plantas pueden ser bioindicadoras.

Contaminación

Contaminación La contaminación es la alteración nociva del estado natural de un medio como consecuencia de la introducción de un agente totalmente ajeno a ese medio (contaminante), causando inestabilidad, desorden, daño o malestar en un ecosistema, en un medio físico o en un ser vivo.[1] El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor, o luz), o incluso genes. A veces el contaminante es una sustancia extraña, o una forma de energía, y otras veces una sustancia natural. Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental. La contaminación puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o por la forma de contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos agentes contaminantes, entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas, cianuro, herbicidas y otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones ionizantes. Todos estos pueden producir enfermedades, daños en los ecosistemas o el medioambiente. Además existen muchos contaminantes gaseosos que son generadores de diferentes fenómenos como las lluvias ácidas, el agujero en la capa de ozono y el calentamiento global.

Tareas de limpieza por contaminación debido a vertido de petróleo.

Esmog en la ciudad de Nueva York.

Hay muchas formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales que regulan las emisiones contaminantes de los países que adieren estas políticas. La contaminación esta generalmente ligada al desarrollo económico y social. Actualmente muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican al desarrollo sostenible como una de las formas de proteger al medioambiente para las actuales y futuras generaciones.

Historia de la Contaminación

Nido de ganso fabricado con restos de basura.

Culturas antiguas La contaminación del aire a pequeña escala siempre ha estado entre nosotros. Según un artículo de 1983 de la revista Science: hollín hallado en el techo de cuevas prehistóricas proveen amplia evidencia de altos niveles de contaminación que estaban asociados a una inadecuada ventilación de las fogatas.[2]

Contaminación

El forjado de metales parece ser el momento de la aparición de contaminación del aire fuera del hogar. Según investigaciones realizadas sobre muestras obtenidas en capas de hielo de los glaciares de Groenlandia, se observan incrementos en la aparición de metales (contaminación) asociados a los periodos de producción de metales de las civilizaciones griega, romana o china.[3] Estas observaciones se pueden hacer mediante el análisis de las burbujas de aire contenidas en las capas de hielo, (de arriba hacia abajo cada capa de hielo es un registro histórico del la atmósfera), comparando burbujas atrapadas en el hielo hace miles de años con muestras de la atmósfera actual, se obtienen las concentraciones para cada periodo. Cuanto más profundo es obtenida la muestra más antiguo será el registro de la atmósfera.

Primeros registros de la contaminación En 1272 Eduardo I de Inglaterra en una proclamación prohibió la quema de carbón en Londres, cuando la contaminación atmosférica en la ciudad se convirtió en un problema.[4][5]

Caricatura publicada en la revista satírica Punch el 21 de julio 1855 sobre la contaminación del río Támesis que ocasionó en el verano de 1858 lo que se conoce como el Gran Hedor en Londres.

La contaminación del aire continuó siendo un problema en Inglaterra, especialmente con la llegada de la revolución industrial. Londres también registró uno de los casos más extremos de contaminación del agua con aguas residuales durante el Gran Hedor del Río Támesis en 1858, esto dio lugar que poco después a la construcción del sistema de alcantarillado de Londres. Fue la revolución industrial la que inició la contaminación como un problema medioambiental. La aparición de grandes fábricas y el consumo de inmensas cantidades de carbón y otros combustibles fósiles aumentaron la contaminación del aire y ocasionando un gran volumen de vertidos de producto químicos industriales al ambiente, a los que hay que sumar el aumento de residuos humanos no tratados. En 1881 Chicago y Cincinnati fueron las dos primeras ciudades estadounidenses en promulgar leyes para garantizar el aire limpio. Otras ciudades estadounidenses siguieron el ejemplo durante principios del siglo XX, cuando se creó un pequeño Departamento de Contaminación del Aire, dependiente del Departamento del Interior. Los Ángeles y Donora (Pensilvania) experimentaron grandes cantidades de smog durante la década del 1940.[6]

La contaminación percibida a nivel local La contaminación se convirtió en un asunto de gran importancia tras la Segunda Guerra Mundial, después de que se hiciesen evidentes las repercusiones de la lluvia radiactiva ocasionada por las guerras y ensayos nucleares. En 1952 ocurriría un evento catastrófico de tipo local, conocido como la Gran Niebla de 1952 en Londres, que mató a unas 4 000 personas.[7]Este trágico evento motivó la creación de una de las más importantes leyes modernas sobre el medio ambiente: la Ley del Aire Limpio de 1956.[8] En los Estados Unidos la contaminación comenzó a recibir la atención pública a mediados de la década de 1950 y a principios de los años 1970, fechas que coinciden con la creación y aprobación de la Ley del Aire Limpio,[8] la Ley del Agua Limpia, la Ley de Política Ambiental de los Estados Unidos y la Ley del Ruido. da Algunos sucesos han ayudado a concienciar a la gente sobre los efectos negativos de la contaminación en los Estados Unidos. Entre estos se encuentra el vertido de bifenilos policlorados (PCB) en el río Hudson por parte de la compañía General Electric, dando como resultado el establecimiento de una serie de prohibiciones emitidas en 1974 por la EPA, como la pesca en sus aguas.[9]Otro suceso es el desastre ecológico en el barrio de Love Canal en Niagara Falls. El conjunto residencial de Love Canal fue construido sobre un terreno en el cual la empresa Hooker Chemical and Plastics

Contaminación

Corporation había enterrado en 1947 residuos químicos y dioxinas. Así, en 1978 los habitantes de Love Canal tuvieron que abandonar sus viviendas al descubrirse filtraciones de agua en la superficie con materiales cancerígenos disueltos, convirtiéndose así en una noticia a nivel nacional, y promoviendo la creación en 1980 de la Ley de Superfondo (en inglés «Superfund»), donde se incluye una lista de los agentes contaminantes más peligrosos.[10] Algunos de los procedimientos penales de la década de los noventa ayudaron a revelar emisiones de cromo hexavalente en California, una sustancia química que aumenta el riesgo de cáncer bronquial, esofagitis, gastritis, entre otros padecimientos. La contaminación de los suelos industriales ayudó a la creación del término zona industrial abandonada, para identificar durante la planificación urbana los sitios que han sido contaminados y que su terreno no puede ser usado para ningún propósito. Después de la publicación del libro Primavera silenciosa de Rachel Carson, el DDT fue prohibido en la mayor parte de países desarrollados.

Ensayo nuclear, 14 de julio de 1962, parte de la Operación Rayo de sol, en Nevada Test Site.

Con el desarrollo de la ciencia nuclear apareció la contaminación radioactiva, la cual puede permanecer en el ambiente de manera letalmente radioactiva por millones de años.[11] Los países dedicados a la experimentación y fabricación de armas nucleares producen desechos militares radioactivos, y en varios casos, el no haberlos depositado en lugares seguros ha causado desastres ecológicos. En las décadas de 1950 y 1960, cuando aún existía la Unión Soviética, los desechos radioactivos producidos por la instalación nuclear Mayak fueron arrojados en el lago Karachai y en el río Techa, ocasionando casos de leucemia en la población y afectando directamente a la provincia de Cheliábinsk. De acuerdo con el Worldwatch Institute, el lago Karachai era el sitio «más contaminado de la Tierra».[12]

En la Guerra Fría se realizaron ensayos con armas nucleares, algunas veces cerca de zonas habitadas y con mayor frecuencia durante las primeras etapas de investigación y desarrollo armamentístico. El impacto negativo que ha tenido la contaminación nuclear sobre las poblaciones, y el progresivo entendimiento de los efectos de la radioactividad en la salud humana, son también algunas de las dificultades que complican el uso de la energía nuclear. La posibilidad de que ocurra una catástrofe como en los accidentes de Three Mile Island y Chernóbil hace desconfiar al público. Uno de los legados de las detonaciones y ensayos nucleares, antes de que se instaurasen la mayoría de prohibiciones y tratados nucleares, fue el considerable incremento de los niveles de radioactividad.

La contaminación, un problema global Catástrofes internacionales como el hundimiento en 1978 del petrolero Amoco Cadiz en las costas de Bretaña y el Desastre de Bhopal ocurrido en 1984 han demostrado la universalidad de dichos eventos y la magnitud de ayuda requerida para remediarlos. La naturaleza sin fronteras de la atmósfera y los océanos ha dado como resultado que el problema de la contaminación sea considerado a nivel mundial, especialmente cuando se trata el asunto del calentamiento global. Recientemente ha sido utilizado el término contaminante orgánico persistente para describir un grupo de sustancias químicas entre los que se encuentran: los PBDE, los PFC, etc. Debido a la falta de experimentación sus efectos se desconocen en profundidad, no obstante, han sido detectados en varios hábitats ecológicos aislados de los centros de actividad industrial como el ártico, demostrando así su difusión y bioacumulación a pesar de haber sido usados de manera extensa por un breve periodo de tiempo.

Contaminación La creciente evidencia de contaminación local y global, junto con un público cada vez más informado, han impulsado el desarrollo del movimiento ecologista, el cual tiene como propósito proteger el medio ambiente y disminuir el impacto de los humanos en la naturaleza.

Formas de contaminación Clasificación según el tipo de contaminación

La contaminación está afectando a la composición de la atmósfera y algunos de estos cambios son perjudiciales para los humanos y los ecosistemas.(Esquema original: U.S.Climate Change Science Program Office)

En particuputol sostenimiento de la vida. (Esquema original: earthobservatory.nasa.gov) La contaminación puede afectar a distintos medios o ser de diferentes características. La siguiente es una lista con los diferentes tipos de contaminación, sus efectos y sus contaminantes más relevantes: • Contaminación atmosférica: consiste en la liberación de sustancias químicas y partículas en la atmósfera alterando su composición y suponiendo un riesgo para la salud de las personas y de los demás seres vivos. Los gases contaminantes del aire más comunes son el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los clorofluorocarbonos y

Contaminación los óxidos de nitrógeno producidos por la industria y por los gases producidos en la combustión de los vehículos. Los fotoquímicos como el ozono y el esmog se aumentan en el aire por los óxidos del nitrógeno e hidrocarburos y reaccionan a la luz solar. El material particulado o el polvo contaminante en el aire se mide por su tamaño en micrómetros, y es común en erupciones volcánicas. La contaminación atmosférica puede tener un carácter local, cuando los efectos ligados al foco de emisión afectan solo a las inmediaciones del mismo, o un carácter global, cuando las características del contaminante afectan al equilibrio del planeta y zonas muy distantes a los focos emisores, ejemplos de esto son la lluvia ácida y el calentamiento global. • Contaminación hídrica: se da por la liberación de residuos y contaminantes que drenan a las escorrentías y luego son transportados hacia ríos, penetrando en aguas subterráneas o descargando en lagos o mares. Por derrames o descargas de aguas residuales, eutrofización o descarga de basura. O por liberación descontrolada del gas de invernadero CO2 que produce la acidificación de los océanos. Los desechos marinos son desechos mayormente plásticos que contaminan los océanos y costas, algunas veces se acumulan en alta mar como en la gran mancha de basura del Pacífico Norte. Los derrames de petróleo en mar abierto por el hundimiento o fugas en petroleros y algunas veces derrames desde el mismo pozo petrolero. • Contaminación del suelo: ocurre cuando productos químicos son liberados por un derrame o filtraciones sobre y bajo la tierra. Entre los contaminantes del suelo más significativos se encuentran los hidrocarburos como el petróleo y sus derivados, los metales pesados frecuentes en baterías, el Metil tert-butil éter (MTBE),[13] los herbicidas y plaguicidas generalmente rociados a los cultivos industriales y monocultivos y organoclorados producidos por la industria. También los vertederos y cinturones ecológicos que entierran grandes cantidades de basura de las ciudades. Esta contaminación puede afectar a la salud de forma directa y al entrar en contacto con fuentes de agua potable. • Contaminación por basura: las grandes acumulaciones de residuos y de basura son un problema cada día mayor, se origina por las grandes aglomeraciones de población en las ciudades industrializadas o que están en proceso de urbanización. La basura es acumulada mayormente en vertederos, pero muchas veces es arrastrada por el viento o ríos y se dispersa por la superficie de la tierra y algunas veces llega hasta el océano. • Basura espacial: esta basura orbitando al rededor de la Tierra se compone de restos de cohetes y satélites viejos, restos de explosiones y pequeñas partículas artificiales. Esta basura puede generar serios daños en los satélites en funcionamiento, ya que los impactos a velocidades orbitales pueden transformar a los satélites funcionales en más basura espacial produciendo un proceso llamado Síndrome de Kessler. • Contaminación radiactiva: resultado de las actividades en física atómica desde el siglo XX, puede ser resultado de graves desperfectos en plantas nucleares o por investigaciones en bombas nucleares, también por la manufactura y uso materiales radioactivos. (Ver emisores de partículas alfa) La Contaminación radiactiva se trata más ampliamente en este artículo en la sección Radiación ionizante. • Contaminación genética; es la transferencia incontrolada o no deseada de material genético (por medio de la fecundación) hacia una población salvaje. Tanto desde organismos genéticamente modificados a otros no modificados, o desde especies invasivas o no nativas hacia poblaciones nativas. La contaminación genética afecta el acervo génico (patrimonio genético) de una población o especie, y puede afectar la biodiversidad genética de una población o especie. Por ejemplo si a los organismos genéricamente modificados (OGM) se les permite reproducirse con organismos no modificados (no-OGM) se producirá la contaminación genética, y como resultado:[14] 1) Los OGM pueden llevar a los no-OGM a la extinción. 2) Sus genes se pueden mezclar y no podrán mostrar sus características. 3) Y existen posibilidades de que los no-OGM desarrollen habilidades para tolerar los pesticidas y herbicidas lo que generaría una pesadilla para los granjeros. • Contaminación electromagnética: es producida por las radiaciones del espectro electromagnético generadas por equipos electrónicos u otros elementos producto de la actividad humana, como torres de alta tensión y transformadores, las antenas de telefonía móvil, los electrodomésticos, etc. Esta contaminación puede producir peligros de tres tipos:

Contaminación

35 Peligros eléctricos capaces de inducir una corriente eléctrica o shock eléctrico que pueden dañar personas o animales, sobrecargar o dañar aparatos eléctricos, un ejemplo de esto son las tormentas solares que inducen corrientes eléctricas en el campo magnético de la tierra, en 1994 una tormenta solar afecto a varios satélites de comunicación generando problemas en periódicos y redes de radio y televisión de Canadá.[15] Peligros de incendio en el caso de una fuente de muy alta radiación electromagnética puede producir una corriente eléctrica de tal intensidad que genera una chispa que puede causar incendios en ambientes con combustible como por ejemplo gas natural. Peligros biológicos es ampliamente conocido que el efecto de los campos electromagnéticos pueden causar calentamiento dieléctrico, este efecto es lo que hace funcionar al horno microondas. Por esto una antena que transmite a una alta potencia puede generar quemaduras en las personas muy cercanas a esta. Este calentamiento varia con la potencia y frecuencia de la onda electromagnética. Existen controversias de si la contaminación electromagnética no ionizante produce o no efectos negativos sobre la salud (como el cáncer). Hasta la fecha no se ha podido probar riesgos para la salud.

• Contaminación térmica: es un cambio en la temperatura de un cuerpo de agua causado por la influencia humana, como el uso de agua como refrigerante para plantas de energía, el aumento artificial de la temperatura puede tener efectos negativos para algunos seres vivos en un hábitat específico ya que cambia las condiciones naturales del medio en que viven. • Contaminación acústica: que comprende el ruido de avenidas producidos por automotores, ruido de aviones, ruido industrial o ruidos de alta intensidad. Pueden reducir la capacidad auditiva del hombre y producir estrés. • Contaminación visual: que puede referirse a la presencia de torres para el transporte de energía eléctrica, Vallas publicitarias en carreteras y avenidas, accidentes geográficos como las "cicatrices" producidas por la minería a cielo abierto, también por los vertederos a cielo abierto. Contaminación acústica en un barrio residencial londinense cercano • Contaminación lumínica: incluye la sobre al Aeropuerto de Heathrow. iluminación e interferencia astronómica (que disminuye y distorsiona el brillo de las estrellas o cualquier objeto estelar afectando el trabajo de observatorios y astrónomos), esta contaminación se da durante la noche en cercanías de las ciudades, por esto los observatorios astronómicos importantes se asientan en regiones alejadas de las urbes.

Clasificación en función de la extensión de la fuente • Contaminación puntual: cuando la fuente se localiza en un punto. Por ejemplo, las chimeneas de una fábrica o el desagüe en el río de una red de alcantarillado. • Contaminación lineal: la que se produce a lo largo de una línea. Por ejemplo, la contaminación acústica, química, y residuos arrojados a lo largo de una autopista. • Contaminación difusa: la que se produce cuando el contaminante llega al ambiente de forma distribuida. La contaminación de suelos y acuíferos por los fertilizantes y pesticidas empleados en la agricultura es de este tipo. También es difusa la contaminación de los suelos cuando la lluvia arrastra hasta allí contaminantes atmosféricos, como pasa con la lluvia ácida. Esto afecta a ciertas especies animales y vegetales, modifica la composición de los suelos y desgasta los monumentos y el exterior de los edificios.

Contaminación

Degradabilidad • Contaminantes no degradables: son aquellos contaminantes que no se descomponen por procesos naturales. Por ejemplo, son no degradables el plomo y el mercurio. La mejor forma de tratar los contaminantes no degradables (y los de degradación lenta) es por una parte evitar que se arrojen al medio ambiente y por otra reciclarlos o volverlos a utilizar. Una vez que se encuentran contaminando el agua, el aire o el suelo, tratarlos o eliminarlos es muy costoso y, a veces, imposible. • Contaminantes de degradación lenta o persistente: son aquellas sustancias que se introducen en el medio ambiente y que necesitan décadas o incluso a veces más tiempo para degradarse. Ejemplos de contaminantes de degradación lenta o persistente son el DDT y la mayor parte de los plásticos. • Contaminantes degradables o no persistentes: Los contaminantes degradables o no persistentes se descomponen completamente o se reducen a niveles aceptables mediante procesos naturales físicos, químicos y biológicos. • Contaminantes biodegradables: Los contaminantes químicos complejos que se descomponen (metabolizan) en compuestos químicos más sencillos por la acción de organismos vivos (generalmente bacterias especializadas) se denominan contaminantes biodegradables. Ejemplo de este tipo de contaminación son las aguas residuales humanas en un río, las que se degradan muy rápidamente por las bacterias, a no ser que los contaminantes se incorporen con mayor rapidez de lo que lleva el proceso de descomposición.

Agentes contaminantes Vertido de residuos sólidos urbanos Los residuos sólidos domésticos generan ingentes cantidades de desechos (orgánicos 30%, papel 25%, plásticos 7%, vidrio 8%, textiles 10%, minerales 10%, metales 10%). Es prioritario compatibilizar el desarrollo económico y social con la protección de la naturaleza evitando las agresiones a los ecosistemas vivos y al medio ambiente en general. Es sumamente necesario el reciclado o la minimización de residuos que evita el continuo consumo de materias primas agotables y su vertido contaminante en la naturaleza.[16] Los vertederos comunes municipales son fuente de sustancias químicas que entran al medio ambiente del suelo (y a veces a capas de agua subterráneas), que emanan de la gran variedad de residuos aceptados, especialmente sustancias ilegalmente vertidas allí, o de vertederos antiguos de antes de los años 1970 cuando se implementaron ligeros controles en Estados Unidos o la Unión Europea. Ha habido también un inusual descarga de policlorodibenzodioxinas, comúnmente llamadas Dioxinas por simplicidad, como la TCDD.[17] Residuos orgánicos Los residuos orgánicos son biodegradables. Naturalmente estos desechos pueden recuperarse y utilizarse por ejemplo para la fabricación de un fertilizante eficaz y beneficioso para los cultivos. Una causa de contaminación orgánica son los desechos animales de las granjas de animales. Los excrementos de los animales y purines generan una importante contaminación, existe un gran número de estudios de investigación para conseguir convertir estos contaminantes en productos aprovechables e inocuos.[18] Los residuos humanos generalmente son tratado en plantas de tratamiento, pero en países poco desarrollados con pocos recursos y que prescinden de estas plantas, estos liberan sus residuos sin tratar, contaminando el ambiente y principalmente fuentes de agua potable, esto acarrea muchas enfermedades a la población, como por ejemplo el cólera. Por esto si bien los residuos de origen humano se degradan solos con el tiempo, es conveniente tratarlos por el bien de la salud de la población.

Contaminación

Sustancias químicas En la actualidad existen del orden de 70.000 productos químicos sintéticos, incrementándose cada año en unos 200 a 1000 nuevas sustancias químicas.[19] Los efectos que producen estas sustancias en algunos casos son conocidos, pero en otros se sabe poco sobre sus efectos potenciales sobre los humanos y sobre el medioambiente a largo plazo. Así el cáncer originado por un producto químico puede en algunos casos tardar de 15 a 40 años en manifestarse. Agricultura: fertilizantes, plaguicidas y herbicidas El sector de la agricultura es uno de los que más contaminación indirectamente produce. Los causantes de la contaminación son los fertilizantes y plaguicidas utilizados para la fertilidad de la tierra y para fumigar los cultivos de las plagas que disminuyen la producción. Estos productos a través de las lluvias y de los riegos contaminan las aguas superficiales y los acuíferos.[18] De acuerdo a la Convención de Estocolmo sobre Contaminantes orgánicos persistentes, 9 de los 12 más peligrosos y persistentes compuestos orgánicos son plaguicidas.[20][21] En 2001 una serie de informes culminaron en un libro llamado Fateful Harvest que dio a conocer una generalizada práctica de reciclar subproductos industriales en fertilizantes, contaminando el suelo con varios metales y sustancias.[22] Dioxinas y Polifenilos Las dioxinas son una serie de compuestos químicos que son muy resistentes a una degradación química o bioquímica y por tanto terminan acumulándose en los organismos vivos. Se originan a partir de la reacción de cloro con materia orgánica y oxígeno a alta temperatura. En 1940 las dioxinas no existían, pero ha sido la industrialización de productos químicos orgánicos asociada al desarrollo económico que se ha producido en las siete últimas décadas, y ha originado su aparición en ciertos plásticos, pesticidas, insecticidas, etc. que contienen importantes cantidades de cloro.[23] Metales pesados Estampilla sobre la descarga de desechos al mar.

Los metales pesados representan una importante forma de contaminación antropogénica. Hay una serie de metales pesados esenciales en el ciclo vital de los seres vivos, los denominados oligoelementos. Otros metales pesados no ejercen función biológica alguna. A partir de ciertas concentraciones en los seres vivos pueden ser peligrosos. Los principales metales tóxicos que se encuentran dispersos en cualquier medio son el mercurio, el cadmio, el plomo, el cobre, el cinc, el estaño, el cromo, el vanadio, el bismuto y el aluminio. Los metales, de forma similar al resto de agentes contaminantes, se diluyen con facilidad en el agua. En el mar son dispersados por las corrientes marinas aunque algunos se depositan en el bentos. Las acciones de estos metales sobre algunos organismos marinos pueden afectar a sus crecimiento, inhibir su reproducción e incluso convertirse en letales. El plomo es encontrado en pinturas con plomo, combustible de aviación, aunque se ha reducido el uso en la mayoría de los países aún sigue empleando en la gasolina como producto antidetonante. La contaminación atmosférica que ha provocado la combustión de las gasolinas con plomo ha hecho llegar este metal hasta el mar. Se sabe que el plomo se deposita en las branquias de los peces provocándoles serios problemas respiratorios. El mercurio es el principal metal contaminante marino. Se acumula en los peces y llega a través de su consumo a los humanos que son más sensibles a su toxicidad. Los límites legales máximos en España en los productos pesqueros es de 0,5 mgr/Kg de mercurio. La Universidad Rovira i Virgili de Tarragona publicó en 2005 una aplicación para evaluar a partir del consumo personal los riesgos del consumo de pescado por su concentración de contaminantes, frente a los beneficios por sus nutrientes.[24][25]

Contaminación Cianuro El cianuro es un anión de representación CN- y consiste de un átomo de carbono con un enlace triple con un átomo de nitrógeno. Los cianuros son más comúnmente referidos a sales con el anión CN−.[26][27] La mayoría de los cianuros son altamente tóxicos.[28] Un envenenamiento con cianuro ocurre cuando un organismo esta expuesto a un compuesto que emite iones (CN-) disuelto en agua. El cianuro tiene muchos usos, en la actualidad se utiliza en la industria, para exterminar plagas, y hasta en la medicina. Bajo un uso controlado puede ser seguro. En la minería se lo utiliza para la extracción del oro, cobre, zinc y plata, utilizando un proceso muy controversial[29] y debido a esto su uso está prohibido en varios países y territorios.[30] Esto se debe a varios desastres ecológicos ocurridos debido a derrames o filtrado de cianuro de las minas o el colapso de los diques de colas. Y a que por el proceso de cianuración del oro aparte de obtener los metales requeridos también se extraen metales pesados de poca importancia económica que quedan depositados en los diques de cola, y algunas veces estos son abandonados sin realizar procesos de remediación. Un caso notorio fue el derrame de Baia Mare el 30 de enero de 2000 en el norte de Rumania, cuando se derramo 130.000 metros cúbicos de cianuro diluido en agua que luego llegó a los ríos Danubio y Tisza a través de ríos tributarios.[31] La alta concentración de cianuro de ese vertido se tradujo en la casi total destrucción de la fauna y la flora acuáticas en el río Someş y luego en el Tisza. Los efectos del derrame llegaron hasta el mar Negro. Hungría presentó una denuncia contra la empresa australiana Esmeralda, accionista mayoritaria de las acciones de la empresa Aurul de Baia Mare. Detergentes y dispersantes de petróleo El consumo de detergentes aumenta constantemente en el mundo. En 1995 se consumieron 10,2 millones de Toneladas y las estimaciones para 2005 eran 13,8 millones de Toneladas. Los dispersantes de petróleo son líquidos utilizados en los derrames de petróleo y cumplen la función de hacer soluble el petróleo en agua, y transferirlo desde la superficie del agua hacia la columna de agua. Existen varias marcas de dispersantes, una de las más conocidas es Corexit, utilizada en los desastres ambientales de Exxon Valdez y el reciente derrame de Deepwater Avión de la fuerza aérea de EEUU, esparciendo Horizon. Una cualidad de los dispersantes es la de a veces ser más dispersante sobre la fuga de petróleo del Deepwater Horizon en el golfo de México. tóxicos para el medio ambiente y la salud que el mismo petróleo y [32][33] de bioacumularse en los tejidos de seres vivos. Además el hecho de que los dispersantes transfieran el petróleo flotante hacia la columna de agua significa un serio riesgo para los seres que viven bajo el mar y para las aves marinas que se alimentan de ellos.

Petróleo Toxicidad El petróleo es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Muchos de estos compuestos son altamente tóxicos y causan cáncer (carcinógenos). El petróleo es "muy letal" para los peces, los mata rápidamente a una concentración de 4000 partes por millón (ppm)[34] (0.4%). "Alcanza solo un cuarto de gasolina para hacer 250.000 galones de agua de mar tóxicos para la vida salvaje."[35] Es equivalente la concentración de 1 ppm de petróleo o destilados de este para causar enfermedades congénitas en aves.[36] El benceno esta presente en el petróleo y la gasolina, se sabe que causa leucemia en humanos.[37] Se sabe que el compuesto reduce los leucocitos en la sangre humana, lo que deja a las personas expuestas a este compuesto, más susceptibles a infecciones.[37] "Estudios han relacionado exposiciones al benceno en un escaso rango de partes por

Contaminación billón (ppb) a leucemia terminal, enfermedad de Hodgkin, y otras enfermedades de la sangre y el sistema inmunitario con exposiciones de entre 5 a 15 años."[38] Extracción La extracción de petróleo es simplemente remover el petróleo de un reservorio. Este es a menudo recuperado como una emulsión de agua y petróleo, y se utilizan químicos demulsificantes para separar el petróleo del agua. La extracción de petróleo es costosa y muchas veces daña el medio ambiente. La extracción ha evolucionado mucho desde sus principios sumándose al proceso de extracción una amplia variedad de técnicas y nuevas tecnologías, pero aún en algunos casos sigue siendo contaminante. Por ejemplo el caso de los campos petroleros de Lago Agrio en Ecuador donde se contaminaron el suelo y agua de la región y se produjeron muchos problemas de salud a la población. Esto fue debido a que la empresa encargada de la explotación de los pozos petrolíferos no trato el agua producida (agua contaminada proveniente del interior del pozo), y la acumularon en piletas al aire libre sin ningún tratamiento previo, esto produjo que estas aguas contaminadas se filtraran a los suelos, ríos y napas subterráneas de la región. Plásticos Entre los residuos domésticos los plásticos son uno de los principales componentes, suponiendo el 7 % de su peso total y el 20% de su volumen. Son unos materiales muy resistentes a la degradación que impone la naturaleza y con una vida media muy alta. En 1955 era un residuo inexistente en la mayoría de los países y hoy ha cobrado un gran protagonismo.[16] Se conocen por sus siglas en inglés: polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC), polietileno de alta densidad (PDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), etc.[16] Dada su alta resistencia a la degradación y lo útil que resulta su empleo, en la actualidad prácticamente indispensable, la forma para disminuir su proliferación como residuo sería el reciclado. Pero para ello se encuentra con el problema de que cada objeto de plástico responde a una composición diferente lo que impide su reciclado. Lo idóneo sería homogeneizar la recogida por tipo de plástico pero de momento este problema no está resuelto.[16] El plástico a sustituido al vidrio se encuentre en todas partes es decir no existe una conciencia para reciclar independientemente de lo útil que sea.

Contaminación

Combustión La combustión del petróleo y sus derivados produce productos residuales: partículas, CO2, SOx (óxidos de azufre), NOx (óxidos nitrosos). El CO2 y los NOx (óxidos nitrosos) son gases de efecto invernadero que generan el cambio climático y la acidificación de los océanos. Mientras que los SOx (óxidos de azufre) son poderosos productores de lluvia ácida que destruyen bosques y ecosistemas acidificando las aguas. Derrames de petróleo

Foto satelital del derrame de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon en el Golfo de México en 2010.

Los derrames son la descargas de petróleo líquido u otro tipo hidrocarburo al medio ambiente debido a la actividad del hombre. El término hace referencia a derrames en los océanos o en agua dulce. Se puede producir por derrames de petroleros, plataformas petrolíferas, plataformas de perforación, pozos petrolíferos, también los derrames pueden ser de productos ya refinados como la gasolina, el diésel u otros productos similares. El limpiado de los derrames toma meses o incluso años.[39] El petróleo también puede aparecer en el ambiente marino por medio de filtraciones naturales,[40] aunque estas filtraciones liberan bajas cantidades de petróleo comparado con un derrame convencional.

Para la remediación de los derrames se utiliza una amplia variedad de técnicas[41] desde recolectar el petróleo, a usar biorremediadores (usando micro organismos)[42] o agentes biólogicos[43] para destruir o remover el petróleo, dispersantes, quema controlada, solidificar el petróleo para luego retirarlo, también aspirando petróleo y agua mediante vació y luego centrifugando se puede separan el agua del petróleo. Existe una gran cantidad de derrames de petróleo, uno de los más importantes fue el de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon en el golfo de México que se hundió el 22 de abril de 2010 como resultado de una explosión que había tenido lugar dos días antes provocando uno de los más importantes derrames de petróleo en la historia de Estados Unidos. Según datos de los Estados Unidos el pozo de la empresa British Petroleum (BP) vertió 780 millones de litros,[44] y afecto 4.800 kilómetros de costas y marismas y 220.000 kilómetros cuadrados de agua cerrados a la pesca.[45] Esto provocó un desastre ecológico y económico para la región. La BP se ocupo de detener la fuga y de hacer parte de la limpieza, repartió miles de millones de dólares en compensaciones, y afronta miles de juicios por indemnizaciones.[45] Un estudio publicado en Science concluye que la desaparición de la marea negra es más lenta de lo esperado, encontrándose bajo la superficie, lo que podría suponer un grave riesgo para la fauna marina.[46][47][48] Otro estudio informo que el 80% del crudo no ha sido recuperado y que las cifras de crudo vertido podrían ser aún mayores a las oficiales.[49]

Radiación ionizante Se denomina contaminación radioactiva a la presencia no deseada de sustancias radiactivas en el entorno y esta no da indicación de la magnitud de los riesgos inherentes a esta contaminación. Esta contaminación puede proceder de radioisótopos naturales o artificiales. Las fuentes naturales provienen de ciertos elementos químicos y sus isótopos y de los rayos cósmicos, son las responsables del 80% de la dosis recibida por las personas en el mundo (en promedio), el otro porcentaje proviene de fuentes médicas como los rayos x. Bajas dosis de radiación no son peligrosas, el problema ocurre cuando una persona esta expuesta a estas dosis por un tiempo prolongado. O se expone a altas dosis de radiación.

Contaminación Las fuentes artificiales pueden provenir de el derrame o accidentes en la producción o uso de radioisótopos, en menor medida la lluvia radioactiva proveniente de bombas atómicas y test nucleares, otras fuentes son derrames o accidentes con radioisótopos provenientes de la medicina nuclear o el xenón que se libera durante el reprocesamiento nuclear de combustible nuclear ya usado, otra es debido a accidentes en centrales nucleares. Niveles de contaminación Los niveles de contaminación pueden ser bajos o altos, cuando son bajos pueden aún ser detectados por los instrumentos, y se deja que los radioisótopos decaigan (pierdan su radiactividad si son de corta vida) pero si son de lento decaimiento se procede a la limpieza, ya que bajas radiaciones por tiempos muy prolongados pueden ser perjudiciales para la salud. Altos niveles de radiación son más peligrosos para las personas y el medio ambiente. Las personas pueden estar expuestas niveles letales de radiación, ambas externamente e internamente, debido a accidentes o deliberadamente implicando grandes cantidades de material radioactivo. Los efectos biológicos de exposición externa a contaminación radioactiva no son distintos a las fuentes de radiación como maquinas de rayos x, y son dependientes de la dosis absorbida. Efectos Biológicos Los efectos biológicos del deposito de radioisótopos depende en gran medida de la actividad (del radioisótopo) y la biodistribución y tasas de eliminación de los radioisótopos, también depende del elemento químico. Los efectos también dependen de la toxicidad química del material depositado, independientemente de su radioactividad. Algunos radioisótopos se distribuyen en todo el cuerpo y son rápidamente removidos, como es el caso del agua tritiada. Algunos órganos concentran ciertos elementos y también los radioisótopos de sus variantes radioactivas. Esto lleva a una menor tasa de eliminación de los radioisótopos. Por ejemplo, la glándula tiroides acumula un gran porcentaje de yodo que entra al cuerpo. Grandes cantidades de yodo radioactivo pueden dañar o destruir la tiroides, mientras que otros tejidos son afectados en menor medida. El yodo radioactivo es un producto común de la fisión nuclear; fue uno de los mayores componentes radioactivos liberados en el accidente de Chernóbil dejando nueve casos pediátricos de cáncer tiroideo y hipotiroidismo. Durante el accidente nuclear de Fukushima I el gobierno japonés entregó dosis de yodo a la población afectada para prevenir casos de cáncer tiroideo.[50] Por otro lado, el yodo radioactivo es utilizado en el tratamiento de muchas enfermedades de la tiroides precisamente por lo receptiva que es la tiroides al yodo.

Contaminación Casos En 1945 para el fin de la segunda guerra mundial se produce en Japón los ataques nucleares sobre Hiroshima y Nagasaki, estos ataques revelaron al mundo la devastación que producen las bombas y su contaminación radioactiva. Se estima que hacia finales de 1945, las bombas habían matado a 140.000 personas en Hiroshima y 80.000 en Nagasaki,[52] aunque sólo la mitad había fallecido los días de los bombardeos. Entre las víctimas, del 15 al 20% murieron por lesiones o enfermedades atribuidas al envenenamiento por radiación.[53] Fotografía de Sumiteru Taniguchi, sobreviviente Uno de los casos más famosos que se produjo en una planta de energía del ataque a Nagasaki, tomada en enero de 1946. nuclear en Ucrania, fue el accidente de Chernóbil ocurrido el 26 de Actualmente se exhibe en el Museo de la Bomba abril de 1986, durante una prueba en el reactor nuclear 4 que llevó a un Atómica de Nagasaki. Una tarjeta de presentación sobrecalentamiento en el centro del reactor y que evoluciono en una de Taniguchi muestra esta foto, con la leyenda "Quiero que usted entienda, aunque sólo sea un fusión de núcleo, lo que produjo una explosión de hidrógeno que libero [51] poco, el horror de las armas nucleares". a medioambiente materiales radiactivos y/o tóxicos. Se estimó fue unas Taniguchi recibió varias operaciones en los años 500 veces mayor que el liberado por la bomba atómica arrojada en posteriores a causa del envenenamiento por Hiroshima en 1945, causó directamente la muerte de 31 personas y radiación. forzó al gobierno de la Unión Soviética a la evacuación de 116 000 personas provocando una alarma internacional al detectarse radiactividad en, al menos, 13 países de Europa central y oriental.[54] Luego del accidente se inició una masiva descontaminación con la participación de 600 000 personas denominadas liquidadores, el reactor Nº4 que fue destruido totalmente y fue aislado con un sarcófago de hormigón armado para prevenir el escape adicional de la radiación, se aisló una zona en un radio de 30 Km al rededor del reactor denominada Zona de alienación. Poco después del accidente varios países europeos instauraron medidas para limitar el efecto sobre la salud humana de la contaminación de los campos y los bosques. Se eliminaron los pastos contaminados de la alimentación de los animales y se controlaron los niveles de radiación en la leche. También se impusieron restricciones al acceso a las zonas forestales, a la caza y a la recolección de leña, bayas y setas.[55]

Opinión pública Otros accidentes como el de Accidente nuclear de Fukushima I iniciado por el terremoto y tsunami de Japón el 11 de marzo 2011, produjeron un gran impacto en la opinión pública. Esto llevó al primer ministro de Japón Naoto Kan a congelar la construcción de nuevas plantas nucleares para el 2030 y a declarar que Japón debería abandonar gradualmente el programa nuclear por los riesgos que implica esta tecnología. Esto significaría un cambio rotundo en la matriz energética de este país.[56] Kan busca promover la energía renovable para Japón.[57] Alemania también dio marcha atrás a su programa nuclear cuando la canciller alemana Angela Merkel decidió cerrar todas sus centrales nucleares para el 2022, y dar un importante impulso a energías más eficientes y renovables, manteniendo sus objetivos de reducir las emisiones de CO2. Este giro en la política energética fue influenciado por el accidente nuclear en Japón sumado 30 años de movimientos ciudadanos en contra de la energía nuclear.[58][59]

Contaminación

Gases contaminantes Las emisiones del motor de los vehículos es una de las primeras causas de la contaminación del aire.[60][61][62] China, Estados Unidos, Rusia, México, y Japón son los líderes del mundo en las emisiones de contaminantes del aire. La contaminación del aire por la agricultura viene de la tala y quema de vegetación natural, también por el rociado de pesticidas y herbicidas.[63] Gases de efecto invernadero Son gases en la atmósfera que absorben y emiten En la Tierra a partir del año 1950 se incrementaron radiación solar dentro de el rango infrarrojo. Este considerablemente las emisiones por combustión de combustibles proceso es la causa fundamental de el efecto fósiles, tanto las de petróleo como las de carbón y gas natural. invernadero.[64] Los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre son el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, y el ozono. En el sistema solar, las atmósferas de Venus, Marte, y Titán también contiene gases que causan efecto invernadero. Los gases de efecto invernadero afectan fuertemente a la Tierra; sin ellos, la superficie de la Tierra seria 33 °C (59 °F)[65] más fría que el presente.[66][67][68] Si bien todos ellos - salvo algunos compuestos como los CFC - son naturales, en tanto que existen en la atmósfera desde antes de la aparición de los seres humanos. Desde el comienzo de la revolución industrial, la quema de combustibles fósiles ha contribuido al incremento de los óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono en la atmósfera, este último de 280 ppm a 390 ppm, a pesar de la absorción de una gran parte de las emisiones a través de diversos "sumideros" naturales presentes en el Ciclo del carbono.[69][70] Se estima que también el metano está aumentando su presencia por razones antropogénicas (debidas a la actividad humana). Además, a este incremento de emisiones se suman otros problemas, como la deforestación, que han reducido la cantidad de dióxido de carbono retenida en materia orgánica, contribuyendo así indirectamente al aumento antropogénico del efecto invernadero. Asimismo, el excesivo dióxido de carbono está acidificando los océanos y reduciendo el fitoplacton. El Protocolo de Kioto intenta reducir las emisiones de seis gases de invernadero CO2, CH4, N2O, además de tres gases industriales fluorados: Hidrofluorocarbonos, Perfluorocarbonos y Hexafluoruro de azufre a los niveles de 1990. Para noviembre de 2009, eran 187 estados los que ratificaron el protocolo.[71] Sin embargo este protocolo vence en el 2012. Gases supresores de la capa de ozono Los gases que reducen la capa de ozono son de dos tipos: de origen natural y de origen humano. Los naturales se deben a la presencia de radicales libres como monóxido de nitrógeno (NO), óxido nitroso (N2O), hidroxilo (OH) Cloro atómico (Cl), y Bromo atómico (Br)) que se liberan a la atmósfera desde fuentes naturales. Los gases de origen humano son los clorofluorocarbonos (abreviados como CFC), son gases que reducen el ozono presente en la atmósfera provocando el agujero de ozono en los polos terrestres, mediante una reacción fotoquímica que se produce en la estratosfera debido a la presencia de los rayos UV-C solares. Los CFC se utilizaban como gases de refrigeración y en propelentes de aerosoles. Actualmente se prohibió el uso de estos gases mediante el Protocolo de Montreal, que es un tratado internacional que prevee la recuperación de la capa de ozono para el año 2050 si se cumple el tratado.[72]

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Esmog El esmog es una forma de contaminación atmosférica derivada de la combustión vehicular de los motores de combustión interna y las emisiones industriales, que reaccionan en la atmósfera con la luz solar para formar un contaminante secundario que se combina con las emisiones primarias para formar esmog fotoquímico.

Esmog fotoquímico sobre la Ciudad de México en diciembre de 2010.

El esmog fotoquímico fue descubierto en 1950, y es una reacción de la luz solar con óxidos de nitrógeno y Compuestos orgánicos volátiles en la atmósfera, que deja material particulado en suspensión y ozono troposferico.[73]

El esmog fotoquímico es considerado un problema en la industrialización moderna. Esta presente en todas las ciudades modernas, aunque mas comúnmente en ciudades soleadas, cálidas, de clima seco y con una gran cantidad de veihculos a motor.[74] Por ser contaminación atmosférica puede viajar con el viento, afectando otras poblaciones que no produjeron este esmog. La principal manera de reducir este tipo de contaminación es reducir o regular el transporte de vehículos y las emisiones industriales.

Efectos de la contaminación en la naturaleza En el hombre La calidad del aire adversa puede matar a los organismos, incluyendo al hombre. La contaminación con ozono puede producir enfermedades respiratorias, enfermedades cardiovasculares, inflamaciones de garganta, dolor de pecho y congestión nasal. La contaminación causa muchas enfermedades y estas dependen del contaminante que las cause; generalmente son enfermedades de los ojos y del aparato respiratorio como la bronquitis, el asma y el enfisema pulmonar. [75][76][77] La contaminación del agua causa Efectos sobre la salud de algunos de los más típicos contaminantes. aproximadamente 14 000 muertes por día, la mayoría debido a la contaminación de agua potable por aguas negras no tratadas en países en vías de desarrollo. Un estimado de 700 millones de hindúes no tienen acceso a un sanitario adecuado, 1 000 niños hindúes mueren de enfermedades diarreicas todos los días.[78] Alrededor de 500 millones de chinos carecen de acceso al agua potable.[79] 656 000 personas mueren prematuramente cada año en China por la contaminación del aire. En India, la contaminación del aire se cree causa 527 700 muertes cada año.[80] Estudios han estimado en cerca de 50 000 muertes en EEUU por contaminación del aire.[81]

Los derrames de petróleo pueden causar irritación de piel y eflorescencia. La contaminación acústica induce sordera, hipertensión arterial, estrés, y trastorno del sueño. El envenenamiento por mercurio ha sido asociado al trastornos del desarrollo en niños y síntomas neurológicos. La gente mayor de edad esta más expuesta a enfermedades inducidas

Contaminación por la contaminación del aire. Aquellos con trastornos cardíacos o pulmonares están bajo mayor riesgo. Niños y bebés también están en serio riesgo. El plomo y otros metales pesados se ha visto que generan problemas neurológicos. Las sustancias químicas y la radiactividad pueden causar cáncer y también inducir mutaciones genéticas que provocan enfermedades congénitas. Se ha probado recientemente que la contaminación puede reducir la fertilidad tanto en hombres como mujeres. En hombres reduce la calidad del semen y puede producir esterilidad. En la mujeres menores a 40 años pude provocar una menopausia precoz debido a una reducción radical de su reserva ovárica.[82]

En los ecosistemas La contaminación se ha encontrado presente ampliamente en el medio ambiente. Existe un amplio número de efectos debido a esto: • Biomagnificación: describe situaciones donde toxinas (como metales pesados o contaminantes orgánicos persistentes, etc.) pueden pasar a través de niveles tróficos, convirtiéndose exponencialmente en toxinas más concentradas en los niveles tróficos más altos. • La emisión de dióxido de carbono causa el calentamiento global por aumento en su concentración en la atmósfera, y la acidificación de los océanos el decrecimiento del pH de los océanos de la Tierra debido a la disolución de CO2 en el agua. • La emisión de gases de efecto invernadero conduce al calentamiento global que afecta a ecosistemas en muchas maneras. • Especies invasoras pueden competir con especies nativas y reducir la biodiversidad. Plantas invasivas pueden contribuir con desechos y biomoléculas (alelopatía) que pueden alterar el suelo y composiciones químicas de un entorno, o incluso reduciendo especies nativas por competitividad. • Óxidos de nitrógeno son removidos del aire por la lluvia y fertilizan la tierra y pueden cambiar la composición de especies en un ecosistema. • El esmog y la neblina pueden reducir la cantidad de luz solar recibida por las plantas para llevar a cabo la fotosíntesis y conducir a la producción de ozono troposférico que daña a las plantas. • El suelo se puede volver infértil e inviable para plantas. Esto afectará a otros organismos en la cadena trófica. • Dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno pueden causar lluvia ácida que baja el valor de pH del suelo y las aguas en donde se precipita.

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Agujero en la capa de ozono El ozono es un gas presente en la atmósfera, se forma en la estratosfera por la acción de los rayos ultravioletas (UV) en las moléculas de oxígeno, el ozono absorbe parte de la radiación ultravioleta (UV), y no permite que la peligrosa radiación UV-B llegue a la superficie de la Tierra. La reducción en la capa de ozono de la estratosfera trae aparejado un incremento de UV-B que llegan a la superficie. Se sospecha una variedad de consecuencias debido al incremento de los rayos UV-B por esta reducción, en humanos son cáncer de piel, cataratas, fotoqueratitis y daños en el sistema inmunológico, en la naturaleza, en cultivos y bosques sensibles a los UV-B, daños en la estructura de ADN u oxidación, y reducción de las poblaciones de plancton de las zonas fóticas en los océanos.[84] El agujero de ozono sobre el continente Antártico en Desde la década de 1970 se ha detectado una reducción de la capa septiembre de 2006, el más grande del tenga registro la [83] de ozono estratosférico. Esto se debe a causas naturales y a causa NASA. de la actividad del hombre. Las naturales se deben a la presencia de radicales libres (como monóxido de nitrógeno (NO), óxido nitroso (N2O), hidroxilo (OH) Cloro atómico (Cl), y Bromo atómico (Br)) que se liberan a la atmósfera desde fuentes naturales. En cuanto a las razones antropomórficas son principalmente la liberación de organohalógenos fabricados por el hombre como los cloroflorurocarbonos (CFCs utilizados en aerosoles y refrigerantes) y los bromoflorurocarbonos.[85] También por el aumento del N2O, Cl, Br a causa del hombre. Esto produce la formación del agujero de la capa de ozono en los polos de la tierra, siendo el momento en que se registra menores temperaturas cuando se registra el mayor tamaño del mismo, y siendo el de mayor tamaño el de la Antártida, que en algunas instancias ha llegado al sur de Australia, Nueva Zelanda, Chile, Argentina, y Sudáfrica.[86] El protocolo de Montreal es un tratado internacional destinado a reducir las emisiones que producen el agujero de ozono, (ver más abajo). Desafortunadamente muchas de las sustancias reemplazantes de aquellas que causan el agujero en la capa de ozono (por ejemplo los HCFC, y HFC utilizados en refrigerantes y reemplazante del CFC), se cree son potentes gases de efecto invernadero con mucha potencia de aumentar el calentamiento global.[87][88]

Lluvia ácida La lluvia ácida es una precipitación de cualquier tipo con altos niveles de ácido nítrico o ácido sulfúrico que también puede ocurrir en forma de nieve, niebla, rocío, o pequeñas partículas de material seco que se deposita en la tierra. Es causada por la emisión de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno que reaccionan con las moléculas de agua formando ácido. Estas emisiones pueden deberse a causas naturales como los óxidos de nitrógeno que ocurren debido a rayos, o material vegetal en pudrición y el dióxido de azufre que es emitido por erupciones volcánicas. Pero la mayoría de las emisiones se deben a la actividad del hombre, el mayor porcentaje es a causa de la quema de combustibles fósiles (plantas de energía que funcionan a carbón, fabricas y vehículos).[89]

Contaminación

Desde la revolución Industrial hubo un considerable aumento de las emisiones de óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre.[90][91] Desde 1970 el tema tomo conciencia pública en Estados Unidos. Actualmente la lluvia ácida provocada por las industrias es un grave problema en China y Rusia[92][93] y otras regiones. Incluso muchas veces las emisiones que provocan la lluvia ácida son trasportadas por el viento a zonas alejadas de los centros industrializados, donde luego precipitan. Las lluvias ácidas tienen un impacto negativo para el suelo, la vida acuática, los bosques y en menor medida a la salud humana. En el suelo los altos niveles de pH matan a los microbios,[94] liberan toxinas como el aluminio, y filtran nutrientes esenciales y minerales como el magnesio.[95] En el agua, un bajo pH y altas concentraciones de aluminio ocasionados por la lluvia ácida afectan a los peces y otros animales acuáticos, los huevos de peces no pueden eclosionar un pH menor a 5 y si el pH baja más los peces adultos pueden morir. La Árboles secos debido a la lluvia ácida. biodiversidad se reduce a medida que los lagos y ríos se vuelven más ácidos. Los bosque se ven afectados por los cambios que ocurren en el suelo, los bosques de mayor altitud son más vulnerables al estar rodeados de nubes y niebla que tienen mayor acidez que la lluvia. Las zonas más afectadas son Europa del este desde Polonia hacia el norte hasta Escandinavia,[96] el tercio oriental de Estados Unidos[97] y el sur de Canadá. Otras zonas afectadas son la costa sur de China y Taiwán. Existen tratados internacionales para combatir la lluvia ácida como el Convenio LRTAP destinado a reducir la contaminación del aire transfronterizo, el Protocolo de Reducción de Emisiones de Sulfuro. Y el acuerdo entre Estados Unidos y Canadá (Air Quality Agreement). También existe un comercio de derechos de emisión que es un esquema que permite vender y comprar derechos de emisión de contaminantes y esta regulado por los gobiernos o por organismos internacionales.

Calentamiento global y acidificación de los océanos El dióxido de carbono, mientras que es vital para la fotosíntesis, es algunas veces contaminante, porque el aumento en la atmósfera de los niveles de este gas junto con otros gases de efecto invernadero está afectando al clima de la tierra. Por ejemplo en febrero de 2007, un informe del Panel Intergubernamental de Cambio climático (IPCC por sus siglas en inglés), representando el trabajo de 2500 científicos, economistas y políticos de más de 120 países, dijo que el hombre ha sido la primera causa del calentamiento global desde 1950. La humanidad tiene un camino para cortar las emisiones de gas de invernadero y evitar las consecuencias del calentamiento global, concluyo el mayor informe climático (hasta la fecha 2007). Pero para cambiar el clima, la transición desde combustibles fósiles como el carbón y el petróleo a fuentes renovables tiene que ocurrir en las próximas décadas, de acuerdo al último informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático de Naciones Unidas (IPCC).[98] Para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero se necesita una cooperación conjunta de todos los países con pautas para la reducción de emisiones para cada país, para este fin existe el protocolo de Kioto. La alteración del medio ambiente puede poner en relieve la contaminación de zonas que normalmente se clasifican como separadas, como agua y aire. Por ejemplo recientes estudios han investigado el potencial que tiene el aumento a largo plazo de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, que causan un pequeño pero crítico incremento en la acidificación de las aguas de los océanos, y los posibles efectos de esto sobre los ecosistemas marinos.[99] Como por ejemplo el blanqueo de coral, la reducción de la calcificación perjudica a los mariscos como ostras y mejillones con grandes repercusiones sobre la pesca, y es incierto el efecto sobre otros ecosistemas.[99]

Contaminación

Combate contra la contaminación Control de la contaminación El término control de contaminación es usado en gestión ambiental. Y significa control de las emisiones y efluentes que se liberan al aire, agua y suelo. Sin un control de contaminación, desechos de consumo, calor, agricultura, minería, industrias, transporte y otras actividades del hombre, degradan y degradarán el medio ambiente. En la jerarquía de los controles, la prevención de contaminación y la Esquema de los tres pilares del desarrollo sostenible. minimización de residuos son preferibles que el control de contaminación en si. Las técnicas y prácticas utilizadas para reducir o eliminar las emisiones contaminantes dependen del agente contaminante que se quiera atacar. La educación desde un nivel inicial sobre la contaminación sus consecuencias y formas de evitarla. Ayudaría concientizar a muchas generaciones sobre los problemas del medio ambiente, a medida que estas generaciones se vuelvan adultas provocarían más presión sobre la protección al medio ambiente. Impulsando más controles y políticas de medioambientales.

Desarrollo sostenible Un control definitivo a la contaminación (que agota los recursos medioambientales) sería la adopción de una economía de desarrollo sostenible que aseguraría que "los recursos para satisfacer las presentes generaciones estén disponibles sin comprometer el desarrollo de las futuras generaciones". Cumpliendo con sus tres ámbitos de importancia la ecología, la economía y la sociedad de acuerdo al Programa 21 de Naciones Unidas. El desarrollo sostenible también forma parte del séptimo Objetivos de Desarrollo del Milenio de Naciones Unidas, el cual busca "Garantizar el sustento del medio ambiente".

Gestión ambiental La gestión ambiental responde al "cómo hay que hacer" para lograr un desarrollo sostenible. Y sus áreas de normativas y acciones legales son: 1. La política ambiental: relacionada con la dirección pública o privada de los asuntos ambientales internacionales, regionales, nacionales y locales. 2. Ordenamiento territorial: entendido como la distribución de los usos del territorio de acuerdo con sus características. 3. Evaluación del impacto ambiental: conjunto de acciones que permiten establecer los efectos de proyectos, planes o programas sobre el medio ambiente y elaborar medidas correctivas, compensatorias y protectoras de los potenciales efectos adversos. 4. Contaminación: estudio, control, y tratamiento de los efectos provocados por la adición de sustancias y formas de energía al medio ambiente. 5. Vida silvestre: estudio y conservación de los seres vivos en su medio y de sus relaciones, con el objeto de conservar la biodiversidad.

Contaminación

6. Educación ambiental: cambio de las actitudes del hombre frente a su medio biofísico, y hacia una mejor comprensión y solución de los problemas ambientales. 7. Paisaje: interrelación de los factores bióticos, estéticos y culturales sobre el medio ambiente.

Prácticas Estas son prácticas comunes para reducir la contaminación relacionadas con la, gestión de residuos, minimización de residuos y ahorro de energía (eléctrica o combustibles fósiles). • • • • • •

reciclaje reutilización redución prevención compost mitigación del cambio climático

La jerarquía del residuo.

Dispositivos de control de contaminación Control del aire • Colectores de polvo • Colectores de polvo son colectores de polvo de plantas industriales o comerciales que separan polvo o partículas del aire o un gas. • Separador ciclónico remueve partículas de un medio como aire o un flujo de líquido aprovechando la rotación y la gravedad. • Precipitadores electrostáticos • Depuradores son dispositivos de que depuran la contaminación del aire removiendo partículas o gases contaminantes, especialmente los gases ácidos, existe depuradores secos y húmedos los últimos utilizan rociadores o pulverizadores de líquido. • Depurador de aspersión con deflector es una tecnología de descontaminación del aire muy similares a una torre de rociado pero con la adición de muchos deflectores que direccionan el flujo de aire contaminado al siguiente pulverizador logrando así que el contaminante quede separado en el líquido pulverizado. • Depurador ciclónico con pulverizador es similar a un separador ciclónico pero con el agregado de un pulverizador. • Depurador eyector venturi es un depurador de aire que utiliza un flujo y un pulverizador que rocía agua la cual limpia el aire contaminado especialmente de chimeneas y hornos industriales. • Depurador con la ayuda mecánica son depuradores de aire que sumado a los pulverizadores utilizan motores con rotores o paletas que junto a los rociadores producen pequeñas gotas de agua que colectan los contaminantes. • Depurador húmedo son depuradores que remueven contaminantes de chimeneas u otro flujo de gas contaminado que pasa a través de una pileta de agua que separa los contaminates. • Recuperación del vapor recuperan los vapores de la gasolina en gasolineras.

Contaminación

Control del agua • Tratamiento de aguas residuales • Sedimentación es un proceso de tratamiento de aguas mediante la utilización del reposo y la gravedad. • Lodos activados es un proceso en el que se utilizan bacterias y o protozoos para el tratamiento de aguas. • Lagunas de aireado son pozos artificiales en los que se promueve el aireado de las aguas para lograr así su oxidación, utilizan oxígeno y microorganismos. • Humedal construido son humedales artificiales que utilizan aguas no tratadas para restaurar o crear un nuevo hábitat. Control del suelo • Fitorremediación

Legislación internacional para el control de la contaminación Aproximadamente desde finales de la década de los 60, la contaminación y el deterioro medioambiental comenzó a ser considerada como un problema político en varios países industrializados. Como consecuencia de la toma de conciencia y de la preocupación que se fue generando muchos países fueron introduciendo una legislación medioambiental y sobre la década de los 80 se crearon agencias de protección medioambiental en distintos países así como en organizaciones internacionales como la ONU.[100] Ya desde los primeros planteamientos que se realizaron sobre la necesidad de una acción internacional conjunta de protección del medioambiente, muchos países subdesarrollados manifestaron su preocupación porque las medidas de protección medioambiental podrían frenar el necesario crecimiento económico e industrial que precisaba su población. Se vio que la industrialización había resuelto las necesidades de la población de los países desarrollados y ahora estos podían permitirse expresar su preocupación medioambiental mientras que los subdesarrollados no podían todavía. Así la introducción de legislaciones de protección medioambiental en algunos países desarrollados a principios de los 70 representó una cierta ventaja para algunos países subdesarrollados, pues las nuevas plantas industriales de sustancias químicas se establecieron en esos países subdesarrollados que tenían una legislación más permisiva y que suponía un menor gasto en equipamiento para controlar la contaminación. Accidentes como el de Bhopal, en la India, donde en diciembre de 1984 murieron 18000 personas en un escape en una planta de isocianato de metilo demostraron la necesidad de disponer de medidas anticontaminantes en todas las plantas.[101]

Protocolo de Kioto El protocolo de Kioto es un protocolo de la CMNUCC, este es un tratado internacional que busca combatir el calentamiento global. La CMNUCC es un tratado internacional medio ambiental que busca "estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a niveles que prevengan el calentamiento global antropomórfico en el sistema [103] climático".

[102] Posición de los diversos países en 2011 respecto del Protocolo de Kioto. Firmado y ratificado (Anexo I y II). Firmado y ratificado. Firmado pero con ratificación rechazada. Abandonó. No posicionado.

Contaminación El protocolo fue inicialmente adoptado el 11 de diciembre 1997 en Kioto Japón, y entró en vigor el 16 de febrero de 2005 y tiene vigencia hasta fines del 2012. Para agosto del 2009 191 estados han ratificado el protocolo.[104] El único firmante que no ha ratificado el protocolo es Estados Unidos. Otros estados que no lo han ratificado son Afganistán, Andorra, Sudan del Sur. Somalia ratifico el protocolo el 26 de julio de 2010. Bajo este, 37 países (los países que forman el Anexo I) se comprometen a reducir cuatro gases de invernadero dióxido de carbono, gas metano, óxido nitroso, Hexafluoruro de azufre y dos industriales Hidrofluorocarbonos, Perfluorocarbonos producidos por ellos, y los demás países miembros dieron compromisos generales. Los países que forman el Anexo I aprobaron una reducción del 5,2% a los niveles de 1990. Los límites a las emisiones no incluyen emisiones por aviación o navegación internacional. La marca de emisiones de 1990 aceptada por la CMNUCC esta establecida en base al Índice GWP calculado por IPCC en el Segundo informe de evaluación.[105] El protocolo permite muchos "mecanismos flexibles" como, el comercio de derechos de emisión, el mecanismo de desarrollo limpio, y la aplicación conjunta que permite a los países que forman el Anexo I que lleguen a su limité de gases de efecto invernadero (GEI) adquiriendo créditos de reducción de emisiones de GEI en otros lugares, mediante intercambios financieros, en proyectos que reducen las emisiones en entre países que no forman el Anexo I, o países del Anexo I, o en países del Anexo I con exceso de subvenciones. Debido al vencimiento del protocolo para el 2012, los países miembros de la CMNUCC comenzaron a reunirse desde 2005 para conseguir un tratado post-Kioto. A partir del 2007 durante la 13ª cumbre del clima (COP 13) se creo la "hoja de ruta de Bali" un camino a seguir luego del 2012. Durante el COP 16 en Cancún México más de 190 países que asistieron a la Cumbre adoptaron, con la reserva de Bolivia, un acuerdo por el que aplazan el segundo período de vigencia del Protocolo de Kioto y aumentan la "ambición" de los recortes de las emisiones. Y se decidió crear un Fondo Verde Climático dentro de la Convención Marco que contará con un consejo de 24 países miembros. La próxima negociación será durante el COP 17 el 9 de diciembre en Durban Sudáfrica. Existen muchos problemas en las negociaciones para acuerdo post-Kioto. Por ejemplo para Japón un problema del actual protocolo de Kioto es que países como Estados Unidos, China, India y otras economías emergentes no tienen objetivos vinculantes en reducción de emisiones (sino que estos objetivos son voluntarios), y que muchos países desarrollados no se apresurarán en adoptar medidas que puedan significar un freno en sus economías.[106]

Protocolo de Montreal El protocolo de Montreal es un tratado de cooperación internacional para proteger la capa de ozono atmosférica mediante la supresión gradual en todo el mundo del uso de sustancias (como los CFC) que causan la reducción de la capa de ozono. En abril del 2011, 197 países habían ratificado este protocolo.[107] Se estima que si todos los países cumplen con los objetivos propuestos en el tratado, la capa de ozono podría recuperarse para el año 2050.[72] Una reciente (2006) evaluación científica sobre el efecto del tratado de Montreal afirma que está siendo útil: "existe una clara evidencia en la atmósfera del decrecimiento en la carga de sustancias que reducen el ozono y algunos signos tempranos de recuperación en el ozono estratosférico."[108] Según Achim Steiner, Director del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, el Protocolo de Montreal desde su primera negociación en 1987, se ha ido modificando y mejorando conforme se desarrollaba el conocimiento científico y avanzaba la tecnología. Como consecuencia de la cooperación internacional la producción y consumo de las sustancias químicas que reducían la capa de ozono, han sido prohibidas en los países desarrollados y está en marcha su supresión en los países en vías de desarrollo. Aproximadamente el noventa y cinco por ciento de las sustancias químicas que agotaban el ozono ya no se utilizan.[109]

Contaminación

Convención de Estocolmo La convención de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes es un tratado internacional medio ambiental, que fue firmado en 2001 en Estocolmo y entró en vigor en mayo de 2004, y busca eliminar o restringir la producción de Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs). En mayo de 2004 la convención fue ratificada por 173 países.[110] En verde los Estados parte de la convención de La historia del convenio se remonta a 1995 cuando el Programa de Estocolmo para mayo de 2009. Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) llamo a una acción global en contra de los COPs, que se definen como "sustancias que se bioacumulan a través de la cadena trófica y poseen un grave efecto sobre la salud humana y el medioambiente". De este modo, el Foro y el Programa Intergubernamental de Químicos Seguros crearon una lista de los 12 químicos más peligrosos. En 2001 en Estocolmo luego de intensas negociaciones se firmo la convención entrando en vigor en 2004 con 128 partes y 151 firmantes. Los Co-signatarios del convenio aprobaron prohibir solo 9 de los 12 COPs, limitando el uso del DDT para combatir la malaria, y reducir la producción de dioxinas y furanos. Las partes según el tratado pueden revisar los compuestos acordados y adicionar más, por eso se agregaron nuevos compuestos al tratado en 2009 en Ginebra. Existen algunas controversias que dicen que el tratado aumenta el número de víctimas por la malaria ya que el DDT puede ser utilizado para el control del mosquito vector de esta enfermedad, pero el tratado autoriza el uso del DDT por salud pública para el control del vector.[111][112][113]

Convenio LRTAP El Convenio sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a gran distancia[114] abreviado CLRTAP o LRTAT (por sus siglas en inglés), pretende reducir de forma transfronteriza la contaminación del aire. El convenio fue firmado por primera vez en Génova en 1979 y entró en vigor en 1983. Para el 2011 ha sido ratificado por 51 países, principalmente por Europa, Estados Unidos y Canadá.[115] Estos 51 países identifican mediante el artículo 11 de la convención al secretario ejecutivo de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Estampilla de 1973 sobre la contaminación del Europa como su secretario.[116] aire. El convenio LRTAT ha sido desarrollado en 8 protocolos [117] que identifican las medidas a llevar a cabo para reducir la contaminación del aire. El objetivo del convenio es limitar y gradualmente reducir la contaminación del aire en los países firmantes desarrollando políticas y estrategias para combatir la liberación de contaminantes del aire. Las partes del convenio se reúnen todos los años y forman un Cuerpo Ejecutivo que monitorea el trabajo y planea futuras políticas. La historia del LRTAT se remonta a 1960, cuando un estudio probó la relación entre las emisiones de sulfuro de Europa continental y la acidificación de los lagos de Escandinavia. En 1972 en la conferencia de Naciones Unidas sobre el hombre y el medioambiente que tuvo lugar en Estocolmo comenzó la cooperación internacional para combatir la acidificación. Entre 1972 y 1977 muchos estudios confirmaron la hipótesis de que los contaminantes del aire se transportan a miles de kilómetros antes de depositarse y dañar el medioambiente. Esto significa que la cooperación internacional es necesaria para resolver problemas como la acidificación. En 1979 el convenio fue firmado por 34 gobiernos más la Comunidad Europea. En 1983 entró en vigor y con el tiempo se han sumado más países al convenio y ampliado el número de protocolos a ocho.[118]

Contaminación

En la actualidad la convención prioriza la revisión de los protocolos existentes, su ratificación por parte de los estados miembros y el seguimiento en todos los países firmantes. También comparte su experiencia y conocimientos con otras regiones del planeta.

Convención OSPAR La Convención para la Protección del Medio Ambiente Marino del Atlántico del Nordeste o Convención OSPAR es un tratado por el cual 15 países de la costa del Atlántico del Nordeste sumados a la Unión Europea, cooperan para proteger el medio ambiente marino del Atlántico del Nordeste. La convención fue consecuencia de dos convenciones anteriores: la Convención de Oslo de 1972 sobre vertidos al mar y la Convención de París de 1974 sobre contaminación marina de origen terrestre. Estas dos convenciones fueron unificadas en la actual OSPAR. En 1998 se le agregó un anexo sobre la protección de diversidad y ecosistemas marinos, incluyendo actividades no contaminantes que pueden producir un serio daño al ambiente marino.[119] La Comisión OSPAR (el foro de los países implicados en la convención) esta bajo el paraguas de las leyes internacionales codificadas por la Convención de las Naciones Unidas sobre el Mapa del área de la Convención OSPAR Derecho del Mar de 1982.[120] La convención OSPAR regula los estándares de biodiversidad marina, eutrofización, el vertido de sustancias tóxicas y radioactivas a los mares, la actividad de industrias gasísticas y petroleras de alta mar y el establecimiento de las condiciones medioambientales de referencia.

Véase también Portal:Ecología • Lista de desastres medioambientales Contaminación del aire • • • • • •

Contaminación del suelo Contaminación hídrica

Cambio climático • Gases de efecto invernadero • Estándares de emisión Contaminación lumínica Lluvia ácida Agujero de la capa de ozono

Minería a cielo abierto • Metales pesados • • • • •

Desechos marinos Isla de basura Acidificación del océano Aguas residuales Eutrofización Derrames de petróleo

Otros • • • • • •

Contaminación genética Contaminación radiactiva Contaminación electromagnética Día de la Tierra Externalidad Basura espacial

Contaminación

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Agua

Agua El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre.[2] Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.[3] El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.

El agua en la naturaleza se encuentra en sus tres estados: líquido fundamentalmente en los océanos, sólido (hielo en los glaciares y casquetes polares así como nieve en las zonas frías) y vapor (invisible) en el aire.

Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que El ciclo hidrológico: el agua circula constantemente por el planeta en un ciclo se vierte en los mares mediante su curso continuo de evaporación, transpiración, precipitaciones, y desplazamiento hacia el sobre la tierra, en una cantidad aproximada mar. de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.[4] Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura.[5] El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose en

Agua

tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe el 10% restante.[6] El agua es esencial para la mayoría de las formas de vida conocidas por el hombre, incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la superficie terrestre.[7][8] Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes de 2030; en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los sistemas de riego.[6]

Tipos de agua El agua se puede presentar en tres estados siendo una de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural.[9] El agua adopta formas muy distintas sobre la tierra: como vapor de agua, conformando nubes en el aire; como agua marina, eventualmente en forma de icebergs en los océanos; en glaciares y ríos en las montañas, y en los acuíferos subterráneos su forma líquida.

El agua es un elemento esencial para mantener nuestras vidas. El acceso al agua potable reduce la expansión de numerosas enfermedades infecciosas. Necesidades vitales humanas como el abastecimiento de alimentos dependen de ella. Los recursos energéticos y las actividades industriales que necesitamos también dependen [1] del agua.

El agua puede disolver muchas sustancias, dándoles diferentes sabores y olores. Como consecuencia de su papel imprescindible para la vida, el ser humano —entre otros muchos animales— ha desarrollado sentidos capaces de evaluar la potabilidad del agua, que evitan el consumo de agua salada o putrefacta. Los humanos también suelen preferir el consumo de agua fría a la que está tibia, puesto que el agua fría es menos propensa a contener microbios. El sabor perceptible en el agua de deshielo y el agua mineral se deriva de los minerales disueltos en ella; de hecho el agua pura es insípida. Para regular el consumo humano, se calcula la pureza del agua en función de la presencia de toxinas, agentes contaminantes y microorganismos. El agua recibe diversos nombres, según su forma y características:[10] • Según su estado físico: • Hielo (estado sólido) • Agua (estado líquido) • Vapor (estado gaseoso) • Según su posición en el ciclo del agua: • Hidrometeoro • Precipitación

Estas gotas se forman por la elevada tensión superficial del agua.

Agua

Copo de nieve visto a través de un microscopio. Está coloreado artificialmente.

Precipitación según desplazamiento

Precipitación según estado

•

precipitación vertical

•

• lluvia • lluvia congelada • llovizna • lluvia helada • nieve • granizo blando • • gránulos de nieve • perdigones de hielo • aguanieve • pedrisco • cristal de hielo precipitación horizontal (asentada) • • • •

rocío escarcha congelación atmosférica hielo glaseado •

precipitación líquida • lluvia • lluvia helada • llovizna • llovizna helada • rocío precipitación sólida • nevasca • granizo blando • gránulos de nieve • perdigones de hielo • lluvia helada • granizo • prismas de hielo • escarcha • congelación atmosférica • hielo glaseado • aguanieve precipitación mixta •

• Partículas de agua en la atmósfera • Partículas en suspensión • nubes • niebla • bruma • Partículas en ascenso (impulsadas por el viento) • ventisca • nieve revuelta • Según su circunstancia

con temperaturas cercanas a los 0 °C

Agua

62 • • • • • • • • • •

agua subterránea agua de deshielo agua meteórica agua inherente – la que forma parte de una roca agua fósil agua dulce agua superficial agua mineral – rica en minerales Agua salobre ligeramente salada agua muerta – extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación. • agua de mar • salmuera - de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio. • Según sus usos • agua entubada • agua embotellada • agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud. • agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente – Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la ingeniería. Lo habitual son tres tipos: • agua destilada • agua de doble destilación • agua desionizada • Atendiendo a otras propiedades • • • • •

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agua blanda – pobre en minerales agua dura – de origen subterráneo, contiene un elevado valor mineral agua de cristalización — es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas. hidratos — agua impregnada en otras sustancias químicas agua pesada – es un agua elaborada con átomos pesados de hidrógeno-deuterio. En estado natural, forma parte del agua normal en una concentración muy reducida. Se ha utilizado para la construcción de dispositivos nucleares, como reactores. agua de tritio agua negra aguas grises agua disfórica

• Según la microbiología • agua potable • agua residual • agua lluvia o agua de superficie El agua es también protagonista de numerosos ritos religiosos. Se sabe de infinidad de ceremonias ligadas al agua. El cristianismo, por ejemplo, ha atribuido tradicionalmente ciertas características al agua bendita. Existen también otros tipos de agua que después de cierto proceso adquieren supuestas propiedades, como el agua vitalizada.

Agua

Propiedades físicas y químicas El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno. Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Modelo mostrando los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua.

Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son: • El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.[11] • El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía. • Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.

El impacto de una gota sobre la superficie del agua provoca unas ondas características, llamadas ondas capilares.

• La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waals entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura.[12] También tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar. • La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles. • Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el enlace por puente de hidrógeno.[13]

Acción capilar del agua y el mercurio.

• El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida.[14] Su temperatura crítica es de 373,85 °C (647,14 K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de vaporización es de 2,23kJ/g.[15] • El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales,

Agua

64 azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos y grasas— se denominan sustancias hidrófobas. Todos los componentes principales de las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un azeótropo con muchos otros disolventes.

• El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire. • El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio. • El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica —sólo por detrás del amoníaco— así como una elevada entalpía de vaporización (40,65 kJ mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energía. • La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0 °C disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l. • El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. • Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno —o un compuesto conteniendo hidrógeno— se quema o reacciona con oxígeno —o un compuesto de oxígeno—. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energía eficaz.[17]

Animación de cómo el hielo pasa a estado líquido en un vaso. Los 50 minutos transcurridos se concentran en 3 segundos.

• Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrógeno —como el litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio— desplazan el hidrógeno del agua, formando hidróxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y la reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos elementos es una violenta explosión. Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus propiedades, a veces traspasando los límites de la ciencia convencional.[18] En este sentido, el investigador John Emsley, divulgador científico, dijo en cierta ocasión del agua que "(Es) una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la menos entendida".[19]

Agua

Distribución de agua en la naturaleza El agua en el Universo Contrario a la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar, es más, en el universo; principalmente en forma de hielo y, poco menos, de vapor. Constituye una gran parte del material que compone los cometas y recientemente se han encontrado importantes yacimientos de hielo en la luna. Algunos satélites como Europa y Encélado poseen posiblemente agua líquida bajo su gruesa capa de hielo. Esto permite a estas lunas tener una especie de tectónica de placas donde el agua líquida cumple el rol del magma en la tierra, mientras que el hielo sería el equivalente a la corteza terrestre. La mayoría del agua que existe en el universo puede haber surgido como derivado de la formación de estrellas que posteriormente expulsaron el vapor de agua al explotar. El nacimiento de las estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cósmico. Cuando este material colisiona con el gas de las zonas exteriores, las ondas de choque producidas comprimen y calientan el gas. Se piensa que el agua es producida en este gas cálido y denso.[20] Se ha detectado agua en nubes interestelares dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Estas nubes interestelares pueden condensarse eventualmente en forma de una nebulosa solar. Además, se piensa que el agua puede ser abundante en otras galaxias, dado que sus componentes (hidrógeno y oxígeno) están entre los más comunes del universo.[21] En julio de 2011, la revista Astrophysical Journal Letters, publicó el hallazgo, en una nube de vapor de agua que rodea el cuásar APM 08279+5255 de lo que hasta el momento se configura como la mayor reserva de agua en el Universo. El descubrimiento se debe a un grupo de astronomos del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA y del California Institute of Technology (CALTECH).[22][23] Se ha detectado vapor de agua en: • Mercurio - Un 3,4% de su atmósfera contiene agua, y grandes cantidades en la exosfera.[24] • Venus - 0,002% en la atmósfera • Tierra - cantidades reducidas en la atmósfera (sujeto a variaciones climáticas) • Marte - 0,03% en la atmósfera • Júpiter - 0,0004% en la atmósfera • Saturno - sólo en forma de indlandsis • Encélado (luna de Saturno) - 91% de su atmósfera • Exoplanetas conocidos, como el HD 189733 b[25][26] y HD 209458 b.[27] El agua en su estado líquido está presente en:

Gotas de rocío suspendidas de una telaraña.

• Tierra - 71% de su superficie • Luna - en 2008 se encontraron[28] pequeñas cantidades de agua en el interior de perlas volcánicas traídas a la Tierra por la expedición del Apolo 15, de 1971. • Encélado (luna de Saturno) y en Europa (luna de Júpiter) existen indicios de que el agua podría existir en estado líquido. Se ha detectado hielo en: • • • •

Tierra, sobre todo en los casquetes polares. Marte, en los casquetes polares, aunque están compuestos principalmente de hielo seco. Titán Europa

• Encélado

Agua • En cometas y objetos de procedencia meteórica, llegados por ejemplo desde el Cinturón de Kuiper o la Nube de Oort. • Podría aparecer en estado de hielo en la Luna, Ceres y Tetis. • Es probable que el agua forme parte de la estructura interna de planetas como Urano y Neptuno.

El agua y la zona habitable La existencia de agua en estado líquido —en menor medida en sus formas de hielo o vapor— sobre la Tierra es vital para la existencia de la vida tal como la conocemos. La Tierra está situada en un área del sistema solar que reúne condiciones muy específicas, pero si estuviésemos un poco más cerca del Sol —un 5%, o sea 8 millones de kilómetros— ya bastaría para dificultar enormemente la existencia de los tres estados de agua conocidos.[29] La masa de la Tierra genera una fuerza de gravedad que impide que los gases de la atmósfera se dispersen. El vapor de agua y el dióxido de carbono se combinan, causando lo que ha dado en llamarse el efecto invernadero. Aunque se suele atribuir a este término connotaciones negativas, el efecto invernadero es el que mantiene la estabilidad de las temperaturas, actuando como una capa protectora de la vida en el planeta. Si la Tierra fuese más pequeña, la menor gravedad ejercida sobre la atmósfera haría que ésta fuese más delgada, lo que redundaría en temperaturas extremas, evitando la acumulación de agua excepto en los casquetes polares (tal como ocurre en Marte). Algunos teóricos han sugerido que la misma vida, actuando como un macroorganismo, mantiene las condiciones que permiten su existencia. La temperatura superficial de la tierra ha estado en relativamente constante variación a través de las eras geológicas, a pesar de los cambiantes niveles de radiación solar. Este hecho ha motivado que algunos investigadores crean que el planeta está termorregulado mediante la combinación de gases del efecto invernadero y el albedo atmosférico y superficial. Esta hipótesis, conocida como la teoría de Gaia, no es sin embargo la posición más adoptada entre la comunidad científica. El estado del agua también depende de la gravedad de un planeta. Si un planeta es lo bastante grande, el agua que exista sobre él permanecería en estado sólido incluso a altas temperaturas, dada la elevada presión causada por la gravedad.[30]

El agua en la Tierra El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida. Los humanos consumen agua potable. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.

Origen del agua terrestre Durante la formación de la Tierra, la energía liberada por el choque de los planetesimales, y su posterior contracción por efecto del incremento de la fuerza gravitatoria, provocó el calentamiento y fusión de los materiales del joven planeta. Este proceso de acreción y diferenciación hizo que los diferentes elementos químicos se reestructurasen en función de su densidad. El resultado fue la desgasificación del magma y la liberación de una enorme cantidad de elementos volátiles a las zonas más externas del planteta, que originaron la protoatmósfera terrestre. Los elementos más ligeros, como el hidrógeno molecular, escaparon de regreso al espacio exterior. Sin embargo, otros gases más pesados fueron retenidos por la atracción gravitatoria. Entre ellos se encontraba el vapor de agua. Cuando la temperatura terrestre disminuyó lo suficiente, el vapor de agua que es un gas menos volátil que el CO2 o el N2 comenzó a condensarse. De este modo, las cuencas comenzaron a llenarse con un agua ácida y caliente (entre 30°C y 60 °C).[31] Esta agua ácida era un eficaz disolvente que comenzó a arrancar iones solubles de las rocas de la superficie, y poco a poco comenzó a aumentar su salinidad. El volumen del agua liberada a la atmósfera por este proceso y que precipitó a la superficie fue aproximadamente de 1,37 x 109 km³, si bien hay científicos que sostienen que parte del agua del planeta proviene del choque de cometas contra la prototierra en las fases finales del proceso de acreción.[31] En este sentido hay cálculos que parecen indicar que si únicamente el 10% de los cuerpos que chocaron contra la Tierra durante el proceso de acreción final hubiesen sido cometas, toda el agua planetaria podría ser de

Agua

origen cometario, aunque estas ideas son especulativas y objeto de debate entre los especialistas.[31]

Distribución actual del agua en la Tierra El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente en los océanos y mares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De esta última, un 1 por ciento está en estado líquido. El 2% restante se encuentra en estado sólido en capas, campos y plataformas de hielo o banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y, subterráneamente, en acuíferos.

[3]

Representación gráfica de la distribución de agua terrestre.

El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%). En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 km3 de agua que se distribuyen de la siguiente forma:[3] Los océanos cubren el 71% de la superficie terrestre: su agua salada supone el 96,5% del agua del planeta.

El 70% del agua dulce de la Tierra se encuentra en forma sólida (Glaciar Grey, Chile).

Agua

Distribución del agua en la Tierra Situación del agua

Volumen en km³

Porcentaje

Agua dulce

Agua salada

1.338.000.000

96,5

24.064.000

68,7

1,74

0,94

30,1

0,76

Glaciares continentales y Permafrost 300.000

0,86

0,022

Lagos de agua dulce

91.000

0,26

0,007

Lagos de agua salada

85.400

0,006

Humedad del suelo

16.500

0,05

0,001

Atmósfera

12.900

0,04

0,001

Embalses

11.470

0,03

0,0008

Ríos

2.120

0,006

0,0002

Agua biológica

1.120

0,003

0,0001

35.029.110

100

1.386.000.000

100

Océanos y mares Casquetes y glaciares polares Agua subterránea salada

Agua subterránea dulce

10.530.000

Total agua dulce Total agua en la tierra

12.870.000

de agua dulce de agua total

La mayor parte del agua terrestre, por tanto, está contenida en los mares, y presenta un elevado contenido en sales. Las aguas subterráneas se encuentran en yacimientos subterráneos llamados acuíferos y son potencialmente útiles al hombre como recursos. En estado líquido compone masas de agua como océanos, mares, lagos, ríos, arroyos, canales, manantiales y estanques. El agua desempeña un papel muy importante en los procesos geológicos. Las corrientes subterráneas de agua afectan directamente a las capas geológicas, influyendo en la formación de fallas. El agua localizada en el manto terrestre también afecta a la formación de volcanes. En la superficie, el agua actúa como un agente muy activo sobre procesos químicos y físicos de erosión. El agua en su estado líquido y, en menor medida, en forma de hielo, también es un factor esencial en el transporte de sedimentos. El depósito de esos restos es una herramienta utilizada por la geología para estudiar los fenómenos formativos sucedidos en la Tierra.

Agua

El ciclo del agua Con ciclo del agua —conocido científicamente como el ciclo hidrológico— se denomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmósfera, el agua superficial y subterránea y los organismos vivos. El agua cambia constantemente su posición de una a otra parte del ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes procesos físicos: • evaporación de los océanos y otras masas de agua y transpiración de los seres vivos (animales y plantas) hacia la atmósfera, • precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que puede adaptar múltiples formas,

El ciclo del agua implica una serie de procesos físicos continuos.

• escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los océanos. La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que hacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en altas altitudes, para luego caer en forma de lluvia. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra firme, en la misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde la tierra hacia los mares (unos 45.000 km³ anuales). Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de agua en otros 74.000 km³ anuales. Las precipitaciones sobre tierra firme —con un valor medio de 119.000 km³ anuales— pueden volver a la superficie en forma de líquido —como lluvia—, sólido —nieve o granizo—, o de gas, formando nieblas o brumas. El agua condensada presente en el aire es también la causa de la formación del arco iris: La refracción de la luz solar en las minúsculas partículas de vapor, que actúan como múltiples y pequeños prismas. El agua de escorrentía suele formar cuencas, y los cursos de agua más pequeños suelen unirse formando ríos. El desplazamiento constante de masas de agua sobre diferentes terrenos geológicos es un factor muy importante en la conformación del relieve. Además, al arrastrar minerales durante su desplazamiento, los ríos cumplen un papel muy importante en el enriquecimiento del suelo. Parte de las aguas de esos ríos se desvían para su aprovechamiento agrícola. Los ríos desembocan en el mar, depositando los sedimentos arrastrados durante su curso, formando deltas. El terreno de estos deltas es muy fértil, gracias a la riqueza de los minerales concentrados por la acción del curso de agua. El agua puede ocupar la tierra firme con consecuencias desastrosas: Las inundaciones se producen cuando una masa de agua rebasa sus márgenes habituales o cuando comunican con una masa mayor —como el mar— de forma irregular. Por otra parte, y aunque la falta de precipitaciones es un obstáculo importante para la vida, es natural que periódicamente algunas regiones sufran sequías. Cuando la sequedad no es transitoria, la vegetación desaparece, al tiempo que se acelera la erosión del terreno. Este proceso se denomina desertización[32] y muchos países adoptan políticas[33] para frenar su avance. En 2007, la ONU declaró el 17 de junio como el Día mundial de lucha contra la desertización y la sequía".[34]

Agua

El océano El océano engloba la parte de la superficie terrestre ocupada por el agua marina. Se formó hace unos 4.000 millones de años cuando la temperatura de la superficie del planeta se enfrió hasta permitir que el agua pasase a estado líquido. Cubre el 71% de la superficie de la Tierra. La profundidad media es de unos 4 km. La parte más profunda se encuentra en la fosa de las Marianas alcanzando los 11.033 m. En los océanos hay una capa superficial de agua templada (12º a 30 °C), que ocupa entre varias decenas de metros hasta los 400 o 500 metros. Por debajo de esta capa el agua está fría con temperaturas de entre 5º y -1 °C. El agua está más cálida en las zonas templadas, ecuatoriales y tropicales, y más fría cerca de los polos. Contiene sustancias sólidas en disolución, siendo las más abundantes el sodio y el cloro que, en su forma sólida, se combina para formar el cloruro de sodio o sal común y, junto con el magnesio, el calcio y el potasio, constituyen cerca del 90% de los elementos disueltos en el agua de mar. El océano está dividido por grandes extensiones de tierra que son los continentes y grandes archipiélagos en cinco partes que, a su vez, también se llaman océanos: océano Antártico, océano Ártico, océano Atlántico, océano Índico y océano Pacífico. Se llama mar a una masa de agua salada de tamaño inferior al océano. Se utiliza también el término para designar algunos grandes lagos. Mareas Las mareas son movimientos cíclicos de las grandes masas de agua causadas por la fuerza gravitatoria lunar y el sol, en conjunción con los océanos. Las mareas se deben a movimientos de corrientes de grandes masas de agua, como mares, que oscilan en un margen constante de horas. La marea se refleja perceptiblemente en una notable variación de la altura del nivel del mar —entre otras cosas— originado por las posiciones relativas del Sol y la Luna en combinación con el efecto de la Pleamar y bajamar en el puerto de la Flotte en la isla Ré (Francia). rotación terrestre y la batimetría local. La franja de mar sometida a estos cambios —expuesta en bajamar y cubierta en pleamar— se denomina zona entre mareas y representa un nicho ecológico de gran valor.

El agua dulce en la naturaleza El agua dulce en la naturaleza se renueva gracias a la atmósfera que dispone de 12.900 km³ de vapor de agua. Sin embargo, se trata de un volumen dinámico que constantemente se está incrementando en forma de evaporación y disminuyendo en forma de precipitaciones, estimándose el volumen anual en forma de precipitación o agua de lluvia entre 113.500 y 120.000 km³ en el mundo. Estos volúmenes suponen la parte clave de la renovación de los recursos naturales de agua dulce. En los países de clima templado y frío la precipitación en forma de nieve supone una parte importante del total.[35] El 68,7% del agua dulce existente en el mundo está en los glaciares y mantos de hielo. Sin embargo, en general, no se consideran recursos hídricos por ser inaccesibles (Antártida, Ártico y Groenlandia). En cambio los glaciares continentales son básicos en los recursos hídricos de muchos países.[35] Las aguas superficiales engloban los lagos, embalses, ríos y humedales suponiendo solamente el 0,3% del agua dulce del planeta, sin embargo representan el 80% de las aguas dulces renovables anualmente de allí su importancia.[35] También el agua subterránea dulce almacenada, que representa el 96% del agua dulce no congelada de la Tierra, supone un importante recurso. Según Morris los sistemas de aguas subterráneas empleados en abastecimiento de

Agua poblaciones suponen entre un 25 y un 40% del agua potable total abastecida. Así la mitad de las grandes megalópolis del mundo dependen de ellas para su consumo. En las zonas donde no se dispone de otra fuente de abastecimiento representa una forma de abastecimiento de calidad a bajo coste.[35] La mayor fuente de agua dulce del mundo adecuada para su consumo es el Lago Baikal, de Siberia, que tiene un índice muy reducido en sal y calcio y aún no está contaminado.[36]

Efectos sobre la vida Desde el punto de vista de la biología, el agua es un elemento crítico para la proliferación de la vida. El agua desempeña este papel permitiendo a los compuestos orgánicos diversas reacciones que, en último término, posibilitan la replicación de ADN. De un modo u otro,[37] todas las formas de vida conocidas dependen del agua. Sus propiedades la convierten en un activo agente, esencial en muchos de los procesos metabólicos que los seres vivos realizan. Desde esta perspectiva metabólica, podemos distinguir dos tipos de funciones del agua: anabólicamente, la extracción de agua de moléculas —mediante reacciones químicas enzimáticas que consumen energía— permite el crecimiento de moléculas mayores, como los triglicéridos o las proteínas; en cuanto al catabolismo, el agua actúa como un disolvente de los enlaces entre átomos, reduciendo el tamaño de las moléculas (como glucosas, ácidos grasos y aminoácidos), suministrando energía en el proceso. El agua es El arrecife de coral es uno de los por tanto un medio irremplazable a nivel molecular para numerosos entornos de mayor biodiversidad. organismos vivos. Estos procesos metabólicos no podrían realizarse en un entorno sin agua, por lo que algunos científicos se han planteado la hipótesis de qué tipo de mecanismos —absorción de gas, asimilación de minerales— podrían mantener la vida sobre el planeta. Es un compuesto esencial para la fotosíntesis y la respiración. Las células fotosintéticas utilizan la energía del sol para dividir el oxígeno y el hidrógeno presentes en la molécula de agua. El hidrógeno es combinado entonces con CO2 (absorbido del aire o del agua) para formar glucosa, liberando oxígeno en el proceso. Todas las células vivas utilizan algún tipo de "combustible" en el proceso de oxidación del hidrógeno y carbono para capturar la energía solar y procesar el agua y el CO2. Este proceso se denomina respiración celular. El agua es también el eje de las funciones enzimáticas y la neutralidad respecto a ácidos y bases. Un ácido, un "donante" de ion de hidrógeno (H+, es decir, de un protón) puede ser neutralizado por una base, un "receptor" de protones, como un ion hidróxido (OH-) para formar agua. El agua se considera neutra, con un pH de 7. Los ácidos tienen valores pH por debajo de 7, mientras que las bases rebasan ese valor. El ácido gástrico (HCl), por ejemplo, es el que posibilita la digestión. Sin embargo, su efecto corrosivo sobre las paredes del esófago puede ser neutralizado gracias a una base como el hidróxido de aluminio, Vegetación de un oasis en el desierto. causando una reacción en la que se producen moléculas de agua y cloruro de sal de aluminio. La bioquímica humana relacionada con enzimas funciona de manera ideal alrededor de un valor pH biológicamente neutro de alrededor de 7.4. Las diversas funciones que un organismo puede realizar —según su complejidad celular— determinan que la cantidad de agua varíe de un organismo a otro. Una célula de Escherichia coli contiene alrededor de un 70% de agua, un cuerpo humano entre un 60 y 70%, una planta puede reunir hasta un 90% de agua, y el porcentaje de agua de una medusa adulta oscila entre un 94 y un 98%.

Agua

Formas de vida acuática. Circulación vegetal Las aguas están llenas de vida. Al parecer, las primeras formas de vida aparecieron en el agua,[38] que en la actualidad no sólo es el hábitat de todas las especies de peces y también a algunos mamíferos y anfibios. El agua es también esencial para el kelp, el plancton y las algas, que son la base de la cadena trófica submarina, y provee por tanto no sólo el medio sino el sustento de toda la fauna marina. Los animales acuáticos deben obtener oxígeno para respirar, extrayéndolo del agua de diversas maneras. Los grandes mamíferos Diatomeas marinas, un importante grupo de como las ballenas conservan la respiración pulmonar, tomando el aire fitoplancton. fuera del agua y conteniendo la respiración al sumergirse. Los peces, sin embargo, utilizan las agallas para extraer el oxígeno del agua en vez de pulmones. Algunas especies como los dipnoos conservan ambos sistemas respiratorios. Otras especies marinas pueden absorber el oxígeno mediante respiración cutánea. El arrecife de coral se ha calificado en ocasiones como "el animal vivo más grande del mundo", y con sus más de 2.600 km de extensión es posible verlo desde el espacio. La circulación vegetal de plantas terrestres también se efectúa gracias a determinadas propiedades del agua, que hace posible la obtención de energía a partir de la luz solar.

Efectos sobre la civilización humana La historia muestra que las civilizaciones primitivas florecieron en zonas favorables a la agricultura, como las cuencas de los ríos. Es el caso de Mesopotamia, considerada la cuna de la civilización humana, surgida en el fértil valle del Éufrates y el Tigris; y también el de Egipto, una espléndida civilización que dependía por completo del Nilo y sus periódicas crecidas. Muchas otras grandes ciudades, como Róterdam, Londres, Montreal, París, Nueva York, Buenos Aires, Shanghái, Tokio, Chicago o Hong Kong deben su riqueza a la conexión con alguna gran vía de agua que favoreció su crecimiento y su prosperidad. Las islas que contaban con un puerto natural seguro —como Singapur— florecieron por la misma razón. Del mismo modo, áreas en las que el agua es muy escasa, como el norte de África o el Oriente Medio, han tenido históricamente dificultades de desarrollo.[39]

ONU declara al agua y al saneamiento derecho humano esencial La Asamblea General de Naciones Unidas, aprobó el 28 de julio de 2010, en su sexagésimo cuarto período de sesiones, una resolución que reconoce al agua potable y al saneamiento básico como derecho humano esencial para el pleno disfrute de la vida y de todos los derechos humanos. La resolución fue adoptada a iniciativa de Bolivia, tras 15 años de debates, con el voto favorable de 122 países y 44 abstenciones. La Asamblea de Naciones Unidas se mostró “profundamente preocupada porque aproximadamente 884 millones de personas carecen de acceso al agua potable y más de 2.600 millones de personas no tienen acceso al saneamiento básico, y alarmada porque cada año fallecen aproximadamente 1,5 millones de niños menores de 5 años y se pierden 443 millones de días lectivos a consecuencia de enfermedades relacionadas con el agua y el saneamiento”. La adopción de esta resolución estuvo precedida de una activa campaña liderada por el presidente del Estado Plurinacional de Bolivia, Evo Morales Ayma[40]

Agua

Agua para beber: necesidad del cuerpo humano El cuerpo humano está compuesto de entre un 55% y un 78% de agua, dependiendo de sus medidas y complexión.[41] Para evitar desórdenes, el cuerpo necesita alrededor de siete litros diarios de agua; la cantidad exacta variará en función del nivel de actividad, la temperatura, la humedad y otros factores. La mayor parte de esta agua se absorbe con la comida o bebidas —no estrictamente agua—. No se ha determinado la cantidad exacta de agua que debe tomar un individuo sano, aunque una mayoría de expertos considera que unos 6-7 vasos de agua diarios (aproximadamente dos litros) es el mínimo Una niña bebiendo agua embotellada. necesario para mantener una adecuada hidratación.[42] La literatura médica defiende un menor consumo, típicamente un litro de agua diario para un individuo varón adulto, excluyendo otros requerimientos posibles debidos a la pérdida de líquidos causada por altas temperaturas o ejercicio físico.[43] Una persona con los riñones en buen estado tendrá dificultades para beber demasiado agua, pero —especialmente en climas cálidos y húmedos, o durante el ejercicio— beber poco también puede ser peligroso. El cuerpo humano es capaz de beber mucha más agua de la que necesita cuando se ejercita, llegando incluso a ponerse en peligro por hiperhidratación, o intoxicación de agua. El hecho comúnmente aceptado de que un individuo adulto debe consumir ocho vasos diarios de agua no tiene ningún fundamento científico.[44] Hay otros mitos[45] sobre la relación entre agua y salud que poco a poco van siendo olvidades.[46] Una recomendación[47] sobre consumo de agua de la Plataforma de Alimentación y Nutrición señalaba: Una cantidad ordinaria para distintas personas es de un 1 mililitro de agua por cada caloría de comida. La mayor parte de esta cantidad ya está contenida en los alimentos preparados" FNB, Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos, 1945 La última referencia ofrecida por este mismo organismo habla de 2.7 litros de agua diarios para una mujer y 3.7 litros para un hombre, incluyendo el consumo de agua a través de los alimentos.[48] Naturalmente, durante el embarazo y la lactancia la mujer debe consumir más agua para mantenerse hidratada. Según el Instituto de Medicina —que recomienda una media de 2.2 litros/día para una mujer, y 3.0 litros/día para un varón— una mujer embarazada debe consumir 2.4 litros, y hasta 3 litros durante la lactancia, considerada la gran cantidad de líquido que se pierde durante la cría.[49] También se señala que normalmente, alrededor de un 20% del agua se absorbe con la comida, mientras el resto se adquiere mediante el consumo de agua y otras bebidas. El agua se expulsa del cuerpo de muy diversas formas: a través de la orina, las heces, en forma de sudor, o en forma de vapor de agua, por exhalación del aliento. Una persona enferma, o expuesta directamente a fuentes de calor, perderá mucho más líquido, por lo que sus necesidades de consumo también aumentarán.

Agua

Desinfección del agua potable El agua de boca es uno de los principales transmisores de microorganismos causantes de enfermedades, principalmente bacterias, virus y protozoos intestinales. Las grandes epidemias de la humanidad han prosperado por la contaminación del agua de boca. Por referencias se conoce que se recomendaba hervir el agua desde quinientos años antes de nuestra era.[50] Población con acceso al agua potable en el mundo:

Actualmente en los países desarrollados están prácticamente controlados los problemas que planteaban las aguas contaminadas. Los procesos de filtración y desinfección mediante cloro a los que se somete al agua antes del consumo humano se han impuesto en el siglo XX y se estima que son los causantes del 50% de aumento de la expectativa de vida de los países desarrollados en el siglo pasado. La cloración y filtración del agua fue considerada por la revista Life probablemente el más importante progreso de salud pública del milenio. El cloro es el material más usado como desinfectante del agua. La hipótesis más aceptada de cómo actúa y destruye el cloro estos microorganismos patógenos es que produce alteraciones físicas, químicas y bioquímicas en la membrana o pared protectora de las células ocasionando el fin de sus funciones vitales.[50]

Una niña con una botella de agua en África donde la diarrea es frecuente en los niños. La escasez de agua y la deficiente infraestructura causan más de 5 millones de muertes al año por consumo de agua contaminada.

El cloro puede resultar irritante para las mucosas y la piel por ello su utilización está estrictamente vigilada. La proporción usada varía entre 1ppm cuando se trata de purificar el agua para su consumo, y entre 1-2 ppm para la preparación de agua de baño. La aplicación inadecuada de componentes químicos en el agua puede resultar peligroso. La aplicación de cloro como desinfectante comenzó en 1912 en los Estados Unidos. Al año siguiente Wallace y Tiernan diseñaron unos equipos que podían medir el cloro gas y formar una solución concentrada que se añadía al agua a tratar. Desde entonces la técnica de cloración ha seguido progresando. Además de su capacidad destructora de gérmenes, su capacidad oxidante es muy grande y su acción también es muy beneficiosa en la eliminación del hierro, manganeso, sulfhídricos, sulfuros y otras sustancias reductoras del agua. Muchos países en sus normativas establecen desinfecciones mediante cloro y exigen el mantenimiento de una determinada concentración residual de desinfectante en sus redes de tuberías de distribución de agua. A veces se emplea cloraminas como desinfectante secundario para mantener durante más tiempo una determinada concentración de cloro en el sistema de abastecimiento de agua potable.[51]

Agua Dificultades en el mundo para acceder al agua potable El agua adecuada para el consumo humano se llama agua potable. Como se ha explicado el agua que no reúne las condiciones adecuadas para su consumo puede ser potabilizada mediante filtración o mediante otros procesos fisicoquímicos. La población mundial ha pasado de 2.630 millones en 1950 a 6.671 millones en 2008. En este periodo (de 1950 a 2010) la población urbana ha pasado de 733 millones a 3.505 millones. Es en los asentamientos humanos donde se concentra el uso del agua no agrícola y donde se contraen la mayoría de las enfermedades relacionadas con el agua.[52] Ante la dificultad de disponer de agua potable para consumo humano en muchos lugares del planeta, se ha consolidado un concepto intermedio, el agua segura como el agua que no contiene bacterias peligrosas, metales tóxicos disueltos, o productos químicos dañinos a la salud, y es por lo tanto considerada segura para beber, por tanto se emplea cuando el suministro de agua potable está comprometido. Es un agua que no resulta perjudicial para el ser humano, aunque no reúna las condiciones ideales para su consumo. Por diversos motivos, la disponibilidad del agua resulta problemática en buena parte del mundo, y por ello se ha convertido en una de las principales preocupaciones de gobiernos en todo el mundo. Actualmente, se estima que alrededor de mil millones[53] de personas tienen un deficiente acceso al agua potable. Esta situación se agrava por el consumo de aguas en malas condiciones, que favorece la proliferación de enfermedades y brotes epidémicos. Muchos de los países reunidos en Evian en la XXIXª conferencia del G-8 se marcaron 2015 como fecha límite para conseguir el acceso universal a agua en mejores condiciones en todo el mundo.[54] Incluso si se lograse este difícil objetivo, se calcula que aún quedaría alrededor de 500 millones sin acceso al agua potable, y más de mil millones carecerían de un adecuado sistema de saneamiento. La mala calidad el agua y el saneamiento irregular afectan gravemente el estado sanitario de la población: sólo el consumo de agua contaminada causa 5.000.000 de muertes al año, según informes[55] de las Naciones Unidas, que declararon 2005-2015 la "Década de la acción". La OMS estima que la adopción de políticas de agua segura podría evitar la muerte de 1.400.000 niños al año, víctimas de diarrea.[56][57] 50 países que reúnen a casi un tercio de la población mundial carecen de un adecuado suministro de agua,[58] y 17 de ellos extraen anualmente más agua de sus acuíferos de la que puede renovarse naturalmente.[59] La contaminación, por otra parte, no sólo contamina el agua de ríos y mares, sino los recursos hídricos subterráneos que sirven de abastecimiento del consumo humano.[60]

Agua

El uso doméstico del agua Además de precisar los seres humanos el agua para su existencia precisan del agua para su propio aseo y la limpieza. Se ha estimado que los humanos consumen «directamente o indirectamente» alrededor de un 54% del agua dulce superficial disponible en el mundo. Este porcentaje se desglosa en: • Un 20%, utilizado para mantener la fauna y la flora, para el transporte de bienes (barcos) y para la pesca, y • el 34% restante, utilizado de la siguiente manera: El 70% en irrigación, un 20% en la industria y un 10% en las ciudades y los hogares.[61][62] El consumo humano representa un porcentaje reducido del volumen de agua consumido a diario en el mundo. Se estima que un habitante de un país desarrollado consume alrededor de 5 litros diarios en forma de alimentos y bebidas.[63] Estas cifras se elevan dramáticamente si consideramos el consumo industrial doméstico. Un cálculo[64] aproximado de consumo de agua por persona/día en un país desarrollado, considerando el consumo industrial doméstico arroja los siguientes datos:

Niña en Malí abasteciéndose para su consumo doméstico del agua del subsuelo mediante una bomba manual.

Consumo aproximado de agua por persona/día Actividad

Consumo de agua

Lavar la ropa

60-100 litros

Limpiar la casa

15-40 litros

Limpiar la vajilla a máquina

18-50 litros

Limpiar la vajilla a mano

100 litros

Cocinar

6-8 litros

Darse una ducha

35-70 litros

Bañarse

200 litros

Lavarse los dientes

30 litros

Lavarse los dientes (cerrando el grifo) 1,5 litros Lavarse las manos

1,5 litros

Afeitarse

40-75 litros

Afeitarse (cerrando el grifo)

3 litros

Lavar el coche con manguera

500 litros

Descargar la cisterna

10-15 litros

Media descarga de cisterna

6 litros

Regar un jardín pequeño

75 litros

Riego de plantas domésticas

15 litros

Beber

1,5 litros

Estos hábitos de consumo señalados y el aumento de la población en el último siglo ha causando a la vez un aumento en el consumo del agua. Ello ha provocado que las autoridades realicen campañas por el buen uso del agua.

Agua

Actualmente, la concienciación es una tarea de enorme importancia para garantizar el futuro del agua en el planeta, y como tal es objeto de constantes actividades tanto a nivel nacional como municipal.[65] Por otra parte, las enormes diferencias entre el consumo diario por persona en países desarrollados y países en vías de desarrollo[66] señalan que el modelo hídrico actual no es sólo ecológicamente inviable: también lo es desde el punto de vista humanitario,[67] por lo que numerosas ONGs se esfuerzan[68] por incluir el derecho al agua entre los Derechos humanos.[69] Durante el V Foro Mundial del agua, convocado el 16 de marzo de 2009 en Estambul (Turquía), Loic Fauchon (Presidente del Consejo Mundial del Agua) subrayó la importancia de la regulación del consumo en estos términos: "La época del agua fácil ya terminó...desde hace 50 años las políticas del agua en todo el mundo consistieron en aportar siempre más agua. Tenemos que entrar en políticas de regulación de la demanda"[70]

El agua en la agricultura La mayor parte del agua se destina a la agricultura, y es utilizada para irrigar los cultivos. La relación directa entre recursos hídricos y producción de alimentos es crítica por tanto para una población humana en constante crecimiento.[71] La irrigación absorbe hasta el 90% de los recursos hídricos de algunos países en desarrollo.[72] La agricultura es un sistema de producción tan antiguo que se ha sabido adaptar a los diferentes regímenes hídricos de cada país: Así, en zonas donde se den abundantes precipitaciones suelen realizarse cultivos de regadío, mientras que en zonas más secas son comunes los cultivos de secano. Más recientemente, y en entornos más adversos, como el desierto se ha experimentado con nuevas formas de cultivo, centradas en minimizar el consumo de agua. En la actualidad una de las vertientes más activas de la investigación genética intenta optimizar las especies que el hombre usa como alimento. También se ha empezado a hablar de agricultura espacial[73] para referirse a los experimentos destinados a difundir la agricultura por otros planetas.

Sistema de irrigación de Dujiangyan (China) realizado en el siglo III a. C. Varias exclusas desvían parte del río Min a un canal hasta Chengdu. Desde entonces funciona.

Actualmente la agricultura supone una importante presión sobre las masas naturales de agua, tanto en cantidad como en calidad. Así, el agua que precisan los regadíos supone una disminución de los caudales naturales de los ríos y un Riego mediante un Pívot en un campo de algodón. descenso de los niveles de las aguas subterráneas que ocasionan un efecto negativo en los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, en España se riegan 3,4 millones de hectáreas que supone el 7% de la superficie nacional y emplea el 80% de los recursos hídricos disponibles.[74] También el uso de nitratos y pesticidas en las labores agrícolas suponen la principal contaminación difusa de las masas de agua tanto superficial como subterránea. La más significativa es la contaminación por nitratos que produce la eutrofización de las aguas. En España el consumo anual de fertilizantes se estima en 1.076.000 toneladas de nitrógeno, 576.000 toneladas de fósforo y 444.000 toneladas de potasio. La mayor parte de los abonos son absorbidos por los cultivos, el resto es un potencial contaminante de las aguas.[74]

Agua

El uso del agua en la industria La industria precisa el agua para múltiples aplicaciones, para calentar y para enfriar, para producir vapor de agua o como disolvente, como materia prima o para limpiar. La mayor parte, después de su uso, se elimina devolviéndola nuevamente a la naturaleza. Estos vertidos, a veces se tratan, pero otras el agua residual industrial vuelve al ciclo del agua sin tratarla adecuadamente. La calidad del agua de muchos ríos del mundo se está deteriorando y está afectando negativamente al medio ambiente acuático por los vertidos industriales de metales pesados, sustancias químicas o materia orgánica.[75] También se puede producir una contaminación indirecta: residuos sólidos pueden llevar agua contaminada u otros líquidos, el lixiviado, que se acaban filtrando al terreno y contaminando acuíferos si los residuos no se aíslan adecuadamente.[76] Los mayores consumidores de agua para la industria en el año 2000 fueron: EE.UU. 220,7 km³; China 162 km³; Federación Rusa 48,7 km³; India 35,2 km³; Alemania 32 km³; Canadá 31,6 km³ y Francia 29,8 km³. En los países de habla hispana, España 6,6 km³; México 4,3 km³; Chile 3,2 km³ y Argentina 2,8 km³.[77] En algunos países desarrollados y sobre todo en Asia Oriental y en el África subsahariana, el consumo industrial de agua puede superar ampliamente al doméstico.[78] El agua es utilizada para la generación de energía eléctrica. La hidroelectricidad es la que se obtiene a través de la energía hidráulica. La energía hidroeléctrica se produce cuando el agua embalsada previamente en una presa cae por gravedad en una central hidroeléctrica, haciendo girar en dicho proceso una turbina engranada a un alternador de energía eléctrica. Este tipo de energía es de bajo coste, no produce contaminación, y es renovable. El agua es fundamental para varios procesos industriales y maquinarias, como la turbina de vapor, el intercambiador de calor, y también su uso como disolvente químico. El vertido de aguas residuales procedentes de procesos industriales causan varios tipos de contaminación como: la contaminación hídrica causada por descargas de solutos y la contaminación térmica causada por la descarga del refrigerante. Otra de las aplicaciones industriales es el agua presurizada, la cual se emplea en equipos de hidrodemolición, en máquinas de corte con chorro de agua, y también se utiliza en pistolas de agua con alta presión para cortar de forma eficaz y precisa varios materiales como acero, hormigón, hormigón armado, cerámica, etc. El agua a presión también se usa para evitar el recalentamiento de maquinaria como las sierras eléctricas o entre elementos sometidos a un intenso rozamiento. El agua como transmisor de calor El agua y el vapor son usados como transmisores de calor en diversos sistemas de intercambio de calor, debido a su disponibilidad, por su elevada capacidad calorífica, y también por su facultad de enfriar y calentar. El vapor condensado es un calentador eficiente debido a su elevado calor de vaporización. Una desventaja del agua y el vapor es que en cierta manera son corrosivos. En la mayoría de centrales eléctricas, el agua es utilizada como refrigerante, la cual posteriormente se evapora y en las turbinas de vapor se genera energía mecánica, permitiendo el funcionamiento de los generadores que producen electricidad. En la industria nuclear, el agua puede ser usada como moderador nuclear. En un reactor de agua a presión, el agua actúa como refrigerante y moderador. Esto aumenta la eficacia del sistema de seguridad pasivo de la central nuclear, ya que el agua ralentiza la reacción nuclear, manteniendo la reacción en cadena.

Agua Procesamiento de alimentos Véase también: Dureza del agua

El agua desempeña un papel crucial en la tecnología de alimentos. El agua es básica en el procesamiento de alimentos y las características de ella influyen en la calidad de los alimentos. Los solutos que se encuentran en el agua, tales como las sales y los azúcares, afectan las propiedades físicas del agua y también alteran el punto de ebullición y de congelación del agua. Un mol de sacarosa (azúcar) aumenta el punto de ebullición del agua a 0.52 °C, y un mol de cloruro de sodio aumenta el punto de ebullición a 1.04 °C a la vez que disminuye del mismo modo el punto de congelamiento del agua.[79] Los solutos del agua también afectan la actividad de esta, y a su vez afectan muchas reacciones químicas y el crecimiento de microorganismos en los alimentos.[80] Se denomina actividad del agua a la relación que existe entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor de agua pura.[79] Los solutos en el agua disminuyen la actividad acuosa, y es importante conocer esta información debido a que la mayoría del crecimiento bacteriano cesa cuando existen niveles bajos de actividad acuosa.[80] El crecimiento de microbios no es el único factor que afecta la seguridad de los alimentos, también existen otros factores como son la preservación y el tiempo de expiración de los alimentos. Otro factor crítico en el procesamiento de alimentos es la dureza del agua, ya que esta puede afectar drásticamente la calidad de un producto a la vez que ejerce un papel en las condiciones de salubridad. La dureza del agua mide la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, especialmente carbonato de calcio y magnesio.[79] La dureza del agua se clasifica en: • Agua blanda, 17 mg/l • Moderadamente dura, 120 mg/l • Agua dura, 180 mg/l La dureza del agua puede ser alterada o tratada mediante el uso de un sistema químico de intercambio iónico. El nivel de pH del agua se ve alterado por su dureza, jugando un papel crítico en el procesamiento de alimentos. Por ejemplo, el agua dura impide la producción eficaz de bebidas cristalinas. La dureza del agua también afecta la salubridad; de hecho, cuando la dureza aumenta, el agua pierde su efectividad desinfectante.[79] Algunos métodos populares utilizados en la cocción de alimentos son: la ebullición, la cocción al vapor, y hervir a fuego lento. Estos procedimientos culinarios requieren la inmersión de los alimentos en el agua cuando esta se encuentra en su estado líquido o de vapor. Aplicaciones químicas Las reacciones orgánicas generalmente se tiemplan con agua o con una solución acuosa que puede estar compuesta por ácido, por una base o por un tampón químico. El agua es generalmente eficaz para eliminar sales inorgánicas. En las reacciones inorgánicas el agua es un solvente común, debido a que no disuelve los reactivos en su totalidad, también es anfótera (puede reaccionar en su estado ácido y base) y nucleófila. Sin embargo, estas propiedades a veces son deseadas. También se ha observado que el agua causa una aceleración en la reacción de Diels-Alder. Los fluidos supercríticos están siendo investigados en la actualidad, ya que el agua supercrítica (saturada en oxígeno) hace combustión en los contaminantes de manera eficiente.

Agua

El agua empleada como disolvente El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. Sin embargo no llega a disolver todos los compuestos. En términos químicos, el agua es un solvente eficaz porque permite disolver iones y moléculas polares. La inmensa mayoría de las sustancias pueden ser disueltas en agua. Cuando el agua es empleada como solvente se obtiene una disolución acuosa; por lo tanto, a la sustancia disuelta se la denomina soluto y al medio que la dispersa se lo llama disolvente. En el proceso de disolución, las moléculas del agua se agrupan alrededor de los iones o moléculas de la sustancia para mantenerlas alejadas o dispersadas. Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, los extremos positivos (hidrógeno) de la molécula del agua son atraídos por los aniones que contienen iones con carga negativa, mientras que los extremos negativos (oxígeno) de la molécula son atraídos por los cationes que contienen iones con carga positiva.[81] Un ejemplo de disolución de un compuesto iónico en agua es el cloruro de sodio (sal de mesa), y un ejemplo de disolución de un compuesto molecular en agua es el azúcar. Las propiedades del agua son esenciales para todos los seres vivientes, su capacidad como solvente le convierte en un componente necesario de los fluidos vitales como el citoplasma de la sangre, la savia de las plantas, entre otros.[82] De hecho, el citoplasma está compuesto en un 90% de agua, las células vivas tienen un 60 a 90% de agua, y las células inactivas de un 10% a un 20%.[83] La solvatación o la suspensión se emplean a diario para el lavado tales como vestimenta, pisos, alimentos, mascotas, automóviles y el cuerpo humano. Los residuos humanos también son conducidos por el agua a las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. El uso del agua como solvente de limpieza consume una gran cantidad de agua en los países industrializados. El agua facilita el procesamiento biológico y químico de las aguas residuales. El ambiente acuoso ayuda a descomponer los contaminantes, debido a su capacidad de volverse una solución homogénea, que puede ser tratada de manera flexible. Los microorganismos que viven en el agua pueden acceder a los residuos disueltos y pueden alimentarse de ellos, descomponiéndoles en sustancias menos contaminantes. Para ello los tratamientos aeróbicos se utilizan de forma generalizada añadiendo oxígeno o aire a la solución, incrementando la velocidad de descomposición y reduciendo la reactividad de las sustancias nocivas que lo componen. Otros ejemplos de sistemas biológicos para el tratamiento de las aguas residuales son los cañaverales y los biodigestores anaeróbicos. Por lo general en los tratamientos químicos y biológicos de los desperdicios, quedan residuos sólidos del proceso de tratamiento. Dependiendo de su composición, el residuo restante puede ser secado y utilizado como fertilizante si sus propiedades son beneficiosas, o puede ser desechado en un vertedero o incinerado.

Otros usos El agua como extintor de fuego El agua posee un elevado calor latente de vaporización y es relativamente inerte, convirtiéndole en un fluido eficaz para apagar incendios. El calor del fuego es absorbido por el agua para luego evaporarse, extinguiendo por enfriamiento. Sin embargo, el agua no debe ser utilizada para apagar el fuego de equipos eléctricos, debido a que el agua impura es un buen conductor de electricidad. Asimismo, no debe ser empleada para extinguir combustibles líquidos o solventes orgánicos puesto que flotan en el agua y la ebullición explosiva del agua tiende a extender el fuego. El agua también es utilizada para apagar incendios forestales.

Agua Cuando se utiliza el agua para apagar incendios se debe considerar el riesgo de una explosión de vapor, ya que puede ocurrir cuando se la utiliza en espacios reducidos y en fuegos sobrecalentados. También se debe tomar en cuenta el peligro de una explosión de hidrógeno, que ocurre cuando ciertas sustancias, como metales o el grafito caliente, se descomponen en el agua produciendo hidrógeno. El accidente de Chernóbil es un claro ejemplo de la potencia de este tipo de explosiones, aunque en este caso el agua no provino de los esfuerzos por combatir el fuego sino del propio sistema de enfriamiento del reactor, ocasionando una explosión de vapor causada por el sobrecalentamiento del núcleo del reactor. También existe la posibilidad de que pudo haber ocurrido una explosión de hidrógeno causada por la reacción química entre el vapor y el circonio caliente. Deportes y diversión Los humanos utilizan el agua para varios propósitos recreativos, entre los cuales se encuentran la ejercitación y la práctica de deportes. Algunos de estos deportes incluyen la natación, el esquí acuático, la navegación, el surf y el salto. Existen además otros deportes que se practican sobre una superficie de hielo como el hockey sobre hielo, y el patinaje sobre hielo. Las riberas de los lagos, las playas, y los parques acuáticos son lugares populares de relajación y diversión. Algunas personas consideran que el sonido del flujo del agua tiene un efecto tranquilizante. Otras personas tienen acuarios o estanques con peces y vida marina por diversión, compañía, o para exhibirlos. Los humanos también practican deportes de nieve como el esquí o el snowboarding. También se utiliza para juegos de pelea mediante el lanzamiento de bolas de nieve, globos de agua, e inclusive con el uso de pistolas de agua. Otra de las aplicaciones del agua es para decorar lugares públicos o privados con la construcción de fuentes o surtidores de agua. Como estándar científico El 7 de abril de 1795, el gramo fue definido en Francia como "el peso absoluto de un volumen de agua pura igual a un cubo de la centésima parte de un metro, a la temperatura de fusión del hielo".[84] Por motivos prácticos, se popularizó una medida mil veces mayor de referencia para los metales. El trabajo encargado era por tanto calcular con precisión la masa de un litro de agua. A pesar del hecho de que la propia definición de gramo especificaba los 0º C —un punto de temperatura muy estable— los científicos prefirieron redefinir el estándar y realizar sus mediciones en función de la densidad más estable, es decir, alrededor de los 4 °C.[85] La escala de temperaturas Kelvin del SI se basa en el punto triple del agua, definido exactamente como 273.16 K (0.01º C). La escala Kelvin es una evolución más desarrollada de la Celsius, que está definida tan sólo por el punto de ebullición (=100º C) y el punto de fusión (=0º C) del agua. El agua natural se compone principalmente de isótopos hidrógeno-1 y oxígeno-16, pero hay también una pequeña cantidad de isótopos más pesados como hidrógeno-2 (deuterio). La cantidad de óxidos de deuterio del agua pesada es también muy reducida, pero afecta enormemente a las propiedades del agua. El agua de ríos y lagos suele tener menos deuterio que el agua del mar. Por ello, se definió un estándar de agua según su contenido en deuterio: El VSMOV, o Estándar de Viena Agua del Océano Promedio.

Agua

La contaminación y la depuración del agua Los humanos llevamos mucho tiempo depositando nuestros residuos y basuras en la atmósfera, en la tierra y en el agua. Esta forma de actuar hace que los residuos no se traten adecuadamente y causen contaminación. La contaminación del agua afecta a las precipitaciones, a las aguas superficiales, a las subterráneas y como consecuencia degrada los ecosistemas naturales.[86] El crecimiento de la población y la expansión de sus actividades económicas están presionando negativamente a los ecosistemas de las aguas costeras, los ríos, los lagos, los humedales y los acuíferos. Contaminación en un río de Brasil. Ejemplos son la construcción a lo largo de la costa de nuevos puertos y zonas urbanas, la alteración de los sistemas fluviales para la navegación y para embalses de almacenamiento de agua, el drenaje de humedales para aumentar la superficie agrícola, la sobreexplotación de los fondos pesqueros, las múltiples fuentes de contaminación provenientes de la agricultura, la industria, el turismo y las aguas residuales de los hogares. Un dato significativo de esta presión es que mientras la población desde 1900 se ha multiplicado por cuatro, la extracción de agua se ha multiplicado por seis. La calidad de las masas naturales de agua se está reduciendo debido al aumento de la contaminación y a los factores mencionados.[87] La Asamblea General de la ONU estableció en el año 2000 ocho objetivos para el futuro (Objetivos de Desarrollo del Milenio). Entre ellos estaba el que los países se esforzasen en invertir la tendencia de pérdida de recursos medioambientales, pues se reconocía la necesidad de preservar los ecosistemas, esenciales para mantener la biodiversidad y el bienestar humano, pues de ellos depende la obtención de agua potable y alimentos.[88] Para ello además de políticas de desarrollo sostenible, se precisan sistemas de depuración que mejoren la calidad de los vertidos generados por la actividad humana. La depuración del agua es el conjunto de tratamientos de tipo físico, químico o biológico que mejoran la calidad de las aguas o que eliminan o reducen la contaminación. Hay dos tipos de tratamientos: los que se aplican para obtener agua de calidad apta para el consumo humano y los que reducen la contaminación del agua en los vertidos a la naturaleza después de su uso. La depuración del agua para beber El agua destinada al consumo humano es la que sirve para beber, cocinar, preparar alimentos u otros usos domésticos. Cada país regula por ley la calidad del agua destinada al consumo humano. La ley europea protege la salud de las personas de los efectos adversos derivados de cualquier tipo de contaminación de las aguas destinadas al consumo humano garantizando su salubridad y limpieza y por ello no puede contener ningún tipo de microorganismo, parásito o sustancia, en una cantidad o concentración que pueda suponer un peligro para la salud humana. Así debe estar totalmente exenta de las bacterias Escherichia coli y Enterococcus, y la presencia de determinadas sustacias químicas no puede superar ciertos límites, como tener menos de 50 miligramos de nitratos por litro de agua o menos de 2 miligramos de cobre y otras sustancias químicas.[89] Habitualmente el agua potable es captada de embalses, manantiales o extraída del suelo mediante túneles artificiales o pozos de un acuífero. Otras fuentes de agua son el agua lluvia, los ríos y los lagos. No obstante, el agua debe ser tratada para el consumo humano, y puede ser necesaria la extracción de sustancias disueltas, de sustancias sin disolver y de microorganismos perjudiciales para la salud. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua. Habitualmente incluyen diversos procesos donde toda el agua que se trata puede pasar por tratamientos de filtración, coagulación, floculación o decantación. Uno de los métodos populares es a través de la filtración del agua con arena, en donde únicamente se eliminan las sustancias sin disolver. Por otro lado mediante la cloración se logra eliminar microbios peligrosos. Existen técnicas más avanzadas de purificación del agua como la ósmosis inversa. También existe el método de desalinización, un proceso por el cual se retira la sal del agua de mar; sin embargo, es costoso[90] por el elevado gasto de energía eléctrica y suele emplearse con más frecuencia en las zonas costeras con clima árido.

Agua La distribución del agua potable se realiza a través de la red de abastecimiento de agua potable por tuberías subterráneas o mediante el agua embotellada. En algunas ciudades donde escasea, como Hong Kong, el agua de mar es usada ampliamente en los inodoros con el propósito de conservar el agua potable.[91] La depuración del agua residual El tratamiento de aguas residuales se emplea en los residuos urbanos generados en la actividad humana y en los residuos provenientes de la industria. El agua residual, también llamada negra o fecal, es la que usada por el hombre ha quedado contaminada. Lleva en suspensión una combinación de heces fecales y orina, de las aguas procedentes del lavado con detergentes del cuerpo humano, de su vestimenta y de la limpieza, de desperdicios de cocina y domésticos, etc. También recibe ese nombre los residuos generados en la industria. En la depuración se realizan una serie de tratamientos en cadena. El primero denominado pretratamiento separa los sólidos gruesos mediante rejas, desarenadores o separadores de grasas. Después un tratamiento denominado primario separa mediante una sedimentación física los sólidos orgánicos e inorgánicos sedimentables.

Necesidad de políticas proteccionistas Véase también: Anexo:Agua virtual

La política del agua es la política diseñada para asignar, distribuir y administrar los recursos hídricos y el agua.[92] La disponibilidad de agua potable per cápita ha ido disminuyendo debido a varios factores como la contaminación, la sobrepoblación, el riego excesivo, el mal uso[93] y el creciente ritmo de consumo.[94] Por esta razón, el agua es un recurso estratégico para el mundo y un importante factor en muchos conflictos contemporáneos.[95] Indudablemente, la escasez de agua tiene un impacto en la salud[96] y la biodiversidad.[97] Desde 1990, 1.6 mil millones de personas tienen acceso a una fuente de agua potable.[98] Se ha calculado que la proporción de gente en los países desarrollados con acceso a agua segura ha mejorado del 30% en 1970[7] al 71% en 1990, y del 79% en el 2000 al 84% en el 2004. Se pronostica que esta tendencia seguirá en la misma dirección los próximos años.[8] Uno de los Tendencias del consumo y la evaporación de acuíferos durante el Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) de los último siglo. países miembros de las Naciones Unidas es reducir al 50% la proporción de personas sin acceso sostenible a fuentes de agua potable y se estima que la meta será alcanzada en el 2015.[99] La ONU pronostica que el gasto necesario para cumplir dicho objetivo será de aproximadamente 50 a 102 mil millones de dólares.[100]

Agua

Según un reporte de las Naciones Unidas del año 2006, «a nivel mundial existe suficiente agua para todos», pero el acceso ha sido obstaculizado por la corrupción y la mala administración.[101] En el Informe de la Unesco sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo (WWDR, 2003) de su Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos (WWAP) predice que en los próximos veinte años la cantidad de agua disponible para todos disminuirá al 30%; en efecto, el 40% de la población mundial tiene insuficiente agua potable para la higiene básica. Más de 2.2 millones de personas murieron en el Aproximación de la proporción de personas en los países en año 2000 a consecuencia de enfermedades transmitidas desarrollo con acceso a agua potable desde 1970 al 2000. por el agua (relacionadas con el consumo de agua contaminada) o sequías. En el 2004 la organización sin ánimo de lucro WaterAid, informó que cada 15 segundos un niño muere a causa de enfermedades relacionadas con el agua que pueden ser prevenidas[102] y que usualmente se deben a la falta de un sistema de tratamiento de aguas residuales. Estas son algunas de las organizaciones que respaldan la protección del agua: International Water Association (IWA), WaterAid, Water 1st, y American Water Resources Association. [103] También existen varios convenios internacionales relacionados con el agua como: la Convención de las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación (CNULD), el Convenio Internacional para prevenir la contaminación por los Buques, la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del mar, y el Convenio de Ramsar. El Día Mundial del Agua se celebra el 22 de marzo[104] y el Día Mundial del Océano se celebra el 8 de junio.

Religión, filosofía y literatura El agua es considerada como un elemento purificador en la mayoría de religiones. Algunas de las doctrinas religiosas que incorporan el ritual de lavado o abluciones son: el cristianismo, el hinduismo, el movimiento rastafari, el islam, el sintoísmo, el taoísmo y el judaísmo. Uno de los sacramentos centrales del cristianismo es el bautismo y el cual se realiza mediante la inmersión, aspersión o afusión de una persona en el agua. Dicha práctica también se ejecuta en otras religiones como el judaísmo donde es denominada mikve y en el sijismo donde toma el nombre de Amrit Ceremonia hinduista de purificación con agua en el estado de Sanskar. Asimismo, en muchas religiones incluyendo el Tamil Nadu, India. judaísmo y el islam se realizan baños rituales de purificación a los muertos en el agua. Según el islam, las cinco oraciones al día (o salat) deben llevarse a cabo después de haber lavado ciertas partes del cuerpo usando agua limpia o abdesto; sin embargo, en caso de que no hubiese agua limpia se realizan abluciones con polvo o arena las cuales son denominadas tayammum. En el sintoísmo el agua es empleada en casi todos los rituales para purificar una persona o un lugar, como es el caso del ritual misogi. El agua es mencionada 442 veces en la Nueva Versión Internacional de la Biblia y 363 veces en la Biblia del rey Jacobo: Pedro 2:3-5 establece, «Estos ignoran voluntariamente que en el tiempo antiguo fueron hechos por la palabra de Dios los cielos y también la tierra, que proviene del agua y por el agua subsiste».[105]

Agua

Algunos cultos emplean agua especialmente preparada para propósitos religiosos, como el agua bendita de algunas denominaciones cristianas o el amrita en el sijismo y el hinduismo. Muchas religiones también consideran que algunas fuentes o cuerpos de agua son sagrados o por lo menos favorecedores; y algunos ejemplos incluyen: la ciudad de Lourdes de acuerdo con el catolicismo, el río Jordán (al menos simbólicamente) en algunas iglesias cristianas, el pozo de Zamzam en el islam, y el río Ganges en el hinduismo y otros cultos de la región. Muchos etnólogos, como Frazer, han subrayado el papel purificador del agua.[106] Usualmente se cree que el agua tiene poderes espirituales. En la mitología celta, Sulis es la diosa de las aguas termales; en el hinduismo, el Ganges es personificado por una diosa, y según los textos Vedas la diosa hindú Sárasuati representa al río del mismo nombre. El agua es también en el vishnuísmo uno de los cinco elementos básicos o mahābhūta, entre los que constan: el fuego, la tierra, el espacio y el aire. Alternativamente, los dioses pueden ser considerados patrones de fuentes, ríos o lagos. De hecho, en la mitología griega y romana, Peneo era el dios río, uno de los tres mil ríos o a veces incluido entre las tres mil Oceánidas. En el islam el agua no es sólo la fuente de vida, pero cada vida está compuesta de agua: «¿Y que sacamos del agua a todo ser viviente?».[107][108] En cuanto a la filosofía, podemos encontrar a Tales de Mileto, uno de los siete sabios griegos, que afirmó que el agua era la sustancia última, el Arjé, del cosmos, de donde todo está conformado por el agua. Empédocles, un filósofo de la antigua Grecia, sostenía la hipótesis de que el agua es uno de los cuatro elementos clásicos junto al fuego, la tierra y el aire, y era considerada la sustancia básica del universo o ylem. Según la teoría de los cuatro humores, el agua está relacionada con la flema. En la filosofía tradicional china el agua es uno de los cinco elementos junto a la tierra, el fuego, la madera, y el metal. El agua también desempeña un papel importante en la literatura como símbolo de purificación. Algunos ejemplos incluyen a un río como el eje central donde se desarrollan las principales acciones, como es el caso de la novela Mientras agonizo de William Faulkner y el ahogamiento de Ofelia en Hamlet.

Véase también •

Agua carbonatada

•

Desertificación

•

Agua de mar

•

Deuterio

•

Agua desionizada

•

Dureza del agua

•

Agua destilada

•

Hielo

•

Agua dulce

•

Inundación

•

Agua mineral

•

Nueva Cultura del Agua

•

Agua oxigenada

•

Pantano

•

Agua pesada

•

Sequía

•

Agua vitalizada

•

Tratamiento de aguas

•

Aguas agresivas al hormigón

•

Uso racional del agua

•

Calidad del agua

•

Vapor

•

Cuerpo de agua

Agua

Referencias [1] Kofi A. Annan, op. cit., prefacio V [2] « CIA- The world factbook (https:/ / www. cia. gov/ library/ publications/ the-world-factbook/ geos/ xx. html#Geo)». Central Intelligence Agency. Consultado el 20 de diciembre de 2008. [3] « Earth's water distribution (http:/ / ga. water. usgs. gov/ edu/ waterdistribution. html)». U.S. Geological Survey. Consultado el 17 de mayo de 2007. [4] « WORLD WATER RESOURCES AT THE BEGINNING OF THE 21ST CENTURY (http:/ / webworld. unesco. org/ water/ ihp/ db/ shiklomanov/ summary/ html/ figure_2. html)». Unesco. Consultado el 30 de abril de 2009. [5] Baroni, L.; Cenci, L.; Tettamanti, M.; Berati, M. (2007). «Evaluating the environmental impact of various dietary patterns combined with different food production systems». European Journal of Clinical Nutrition 61: pp. 279–286. doi: 10.1038/sj.ejcn.1602522 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1038/ sj. ejcn. 1602522). 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[65] Véanse las observaciones (http:/ / habitat. aq. upm. es/ boletin/ n10/ amgar. html) de GARCÍA NART, Marta; "El segundo catálogo español de Buenas Prácticas: reflexiones sobre el proceso, lecciones aprendidas y asignaturas pendientes", Ed. Instituto Juan de Herrera, Madrid, 1999, ISSN: 1578-097X. [66] NORTEAMÉRICA: 333-666 litros/día, EUROPA: 158 litros/día, ASIA: 64 litros/día, ÁFRICA 15-50 litros/día, ESPAÑA: 147 litros/día. (Datos de Intermon Oxfam (http:/ / www. intermonoxfam. org/ es/ page. asp?id=2379), incluyen consumo industrial). [67] El hidrólogo sueco Malin Falkenmark formuló el término presión hídrica, para definir los países en los que el suministro de agua disponible por persona no alcanza los 1700 litros. 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Agua

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Enlaces externos •

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre AguaCommons.

Wikilibros •

Wikilibros alberga un libro o manual sobre Manual de Ingeniería Sostenible del Agua.

• Directiva Marco del Agua (http://www.cimera.es/descargas/DIRECTIVA_MARCO_DEL_AGUA_CIMERA. pdf) Legislación Comunitaria Europea de protección de las aguas • Legislación Comunitaria Europea sobre la calidad de las aguas destinadas al consumo humano (http://www. gencat.cat/salut/depsalut/html/es/dir90/normatag.pdf) • Portal del agua de la Unesco (http://www.unesco.org/water/index_es.shtml) Unesco Agua, desarrollo sostenible y protección de los recursos mundiales de agua dulce • Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos (http://www.unesco.org/water/wwap/index_es. shtml) • Programa GEMS/Agua de la ONU (http://www.gemswater.org/index-es.html) • La gota de agua. (http://www.ecoportal.net/content/view/full/50843) Un ensayo sobre la privatización del agua, por Cathy García. • OECD Estadísticas sobre agua (http://stats.oecd.org/wbos/Index.aspx?DataSetCode=ENV_WAT) •

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Vida

Vida El término vida (latín: vita )?, desde el punto de vista de la biología, hace alusión a aquello que distingue a los reinos animal, vegetal, hongos, protistas, arqueas y bacterias del resto de realidades naturales. Implica las capacidades de nacer, crecer, reproducirse y morir, y, a lo largo de sucesivas generaciones, evolucionar. Científicamente, podría definirse como la capacidad de administrar los recursos internos de un ser físico de forma adaptada a los cambios producidos en su medio, sin que exista una correspondencia directa de causa y efecto entre el ser que administra los recursos y el cambio introducido en el medio por ese ser, sino una asíntota de aproximación al ideal establecido por dicho ser, ideal que nunca llega a su consecución completa por la dinámica del medio.[1] Abarca una serie de conceptos del ser humano y su entorno relacionados, directa o indirectamente, con la existencia.

Generalidades En la ciencia En términos científicos, y para la física y otras ciencias afines, la vida hace referencia a la duración de las cosas o a su proceso de evolución (vida media, ciclo vital de las estrellas).[2] En biología, se considera la condición interna esencial que categoriza, tanto por sus semejanzas como diferencias, a los seres vivos. En general, es el estado intermedio entre el nacimiento y la muerte. Desde un punto de vista bioquímico, la vida puede definirse como un estado o carácter especial de la materia alcanzado por estructuras moleculares específicas, con capacidad para desarrollarse, mantenerse en un ambiente, El planeta Tierra: el único planeta del Universo del que se sabe que contiene vida; el lugar donde nació y ha vivido la Humanidad hasta nuestros días. reconocer y responder a estímulos y reproducirse permitiendo la continuidad. Dichas estructuras biomoleculares establecen un rango de estabilidad que permite que la vida sea continuada, dinámica y finalmente evolutiva. Así pues, los seres vivos se distinguen de los seres inertes por un conjunto de características, siendo las más importantes la organización molecular, la reproducción, la evolución y el manejo no espontáneo de su energía interna. En la medicina, existen distintas interpretaciones científicas sobre el momento determinado en el que comienza a existir la vida humana,[3] según las diferentes perspectivas filosóficas, religiosas, culturales, y según los imperativos legales. Para algunos, la vida existe desde que se fecunda el óvulo;[4] para otros, desde que ya no es posible legalmente el aborto,[5] hasta el cese irreversible de la actividad cerebral o muerte cerebral. Se define también la vida vegetativa como un conjunto de funciones involuntarias nerviosas y hormonales que adecuan el medio interno para que el organismo responda en las mejores circunstancias a las condiciones del medio externo, funciones que parecen estar regidas por el hipotálamo y el eje hipotálamo-hipofisario.[6] En cosmología, aún no se conoce ni se sabe si será posible conocer la existencia de vida en otros lugares del Universo distintos de la Tierra, pero científicos como el ya difunto divulgador Carl Sagan piensan que,

Vida

93 probabilísticamente hablando, y teniendo en cuenta las condiciones necesarias para la vida tal como la conocemos, el cosmos es tan inmenso que se hace necesaria la existencia de, incluso, civilizaciones avanzadas en otros planetas.[7] La ecuación de Drake es un intento de estimación inicial del número de civilizaciones existentes fuera de la Tierra.[8] Una serie de proyectos científicos, los proyectos SETI, están dedicados a la búsqueda de vida inteligente extraterrestre. Por otra parte, la reciente teoría de supercuerdas lleva, entre otras conclusiones, a la posible existencia de infinitos universos paralelos en parte de los cuales existirían mundos con vida idénticos al que conocemos, así como también, en otros universos, mundos con variaciones respecto al nuestro desde sutiles hasta totales, dentro de un enorme —aunque finito— abanico de posibilidades. Desde la perspectiva de la psicología, la vida es un sentimiento apreciativo por las interacciones del ego con el medio, y, por reacción a dicho sentimiento, la lucha por sostener su homeostasis en estado preferente.

En la filosofía Desde una perspectiva filosófica, puede abordarse desde diferentes modos de conceptualización: objetivismo (Edmund Husserl), dualidad alma-cuerpo (Platón, Descartes, Max Scheller, Ludwig Klages), mente y cerebro (Henri Bergson), vida y ser (Héctor Delfor Mandrioni), y la fenomenología del conocimiento y la aprehensión (Nicolai Hartmann).[9] El concepto de vida o existencia, inseparable del de muerte o inexistencia, y su trascendencia, han sido y son diferentes en los distintos lugares y épocas de la historia de la humanidad. La importancia primordial de la vida para el ser humano influye en el lenguaje, de forma que son numerosos los diferentes usos y expresiones que contienen este término.[10]

En la religión Para la mayoría de las religiones, la vida presenta connotaciones espirituales y trascendentales.

Definiciones de vida Inespecífica: Fuerza interna sustancial mediante la que obra el ser que la posee.[11] Filosófica: Actividad natural inmanente autoperfectiva. Religiosa cristiana: La vida humana es un paso que conduce al alma de la inexistencia a la plenitud eterna en un período de tiempo. La paga del pecado es muerte, mas la dádiva de Dios es vida eterna en Cristo Jesús Señor nuestro.[12] es el soplo o aliento de Dios dada al hombre. [13] O bien: Estado de actividad. Existencia animada de un ser o duración de esa existencia.[14] Religiosa budista: La vida es cada uno de los estados de reencarnación de los seres sintientes en el samsara. Fisiológica: Un organismo vivo es aquel, compuesto por materia orgánica (C,H,O,N,S,P), capaz de llevar a cabo funciones tales como comer, metabolizar, excretar, respirar, moverse, crecer, reproducirse y responder a estímulos externos. Pero tales funciones no son del todo determinantes. Por ejemplo, ciertas bacterias quimiosintéticas anaerobias estrictas no realizan la respiración. Hoy en día esta definición no se ajusta correctamente y, a pesar de su popularidad

Vida

94 inicial, ha sido ya desechada. Metabólica: Un sistema vivo es un objeto con una frontera definida que continuamente intercambia sustancias con el medio circundante sin alterarse. También ha sido rechazada por no poder incluir objetos vivos tales como las semillas, las esporas, o bacterias encapsuladas en estado de latencia. Y también por definir como vivos entidades tales como el fuego. Bioquímica: Todo organismo vivo contiene información hereditaria reproducible codificada en los ácidos nucleicos los cuales controlan el metabolismo celular a través de unas moléculas (proteínas) llamadas enzimas que catalizan o inhiben las diferentes reacciones biológicas. A pesar de ser más precisa y acertada, tampoco se la considera una definición válida ya que excluye la vida fuera de la química que conocemos y, por ejemplo, la imposibilita en el campo cibernético o en una química distinta; algo que, hasta ahora, no se ha demostrado. Genética: La vida es todo sistema capaz de evolucionar por selección natural. Una vez más, tal definición no es aceptada por muchos biólogos ya que incluye los virus dentro del grupo de los seres vivos y podría en un futuro introducir algún virus informático polimórfico que incluyera algún tipo de rutina avanzada de evolución darwiniana. Por supuesto nadie diría que tal programa de ordenador fuera un sistema vivo. Termodinámica: Los sistemas vivos son una organización especial y localizada de la materia, donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa. Esta definición, quizá la mejor y más completa, nace de la nueva y mejor comprensión del Universo que se ha tenido en este último siglo. Se basa en el segundo principio de la termodinámica, el cual dice que la entropía o desorden de un sistema aislado siempre aumenta. El aumento de orden en un sistema vivo no incumpliría el citado principio termodinámico, ya que al no ser un sistema aislado tal incremento se logra siempre a expensas de un incremento de entropía total del Universo. Así pues, la vida formaría parte también de los llamados sistemas complejos. (véase complejidad biológica)

Visión retrospectiva del concepto de vida Tradicionalmente la vida ha sido un concepto abstracto y, por tanto, difuso y de difícil definición. Por esto se solía definir en contraposición a la no vida o lo inerte, especialmente aludiendo a las propiedades diferenciadoras. Lo que más confundía eran las estructuras víricas, que no comparten todas las propiedades más comunes del resto de las estructuras vivas. Asimismo tampoco estaba clara la frontera entre la vida y la muerte, haciendo difícil determinar cuándo acontecía exactamente ésta última. Dada la confusión a la hora de definir la vida, se optó por hacerlo en función de los resultados obtenidos tras el desarrollo completo del ADN, y no respecto al potencial mismo de esa molécula, de tal modo que se establecieron algunas características comunes: 1. 2. 3. 4.

Los seres vivos requieren energía. Es decir, se nutren. Los seres vivos crecen y se desarrollan. Los seres vivos responden a su medio ambiente. Los seres vivos se reproducen por sí mismos, sin necesitar ayuda externa; siendo éste un hecho clave.

Estas características apuntaban a una definición de vida tan simple que permitía incluir como seres vivos, por ejemplo, a los cristales minerales, los cuales crecen, responden al medio, se reproducen y por supuesto consumen energía al crecer y propagarse. Se hacía necesario, pues, buscar otras características propias de la vida más allá de las

Vida

95 puramente intuitivas. La definición universal de vida se planteaba como algo bastante más complejo y difícil. Se ofrecían diferentes definiciones, y era cuestión de gusto dar por buena una u otra, como se desprende de la sección Definiciones de vida. En cualquier caso, el concepto de vida ha seguido una evolución paralela a la de la ciencia que se dedica a su estudio, la biología.

Vida y biología Niveles estructurales de los sistemas vivos

Ciencia que lo estudia

Partículas elementales

Física cuántica, física de partículas

Átomos

Química, física

Moléculas

Física, química, bioquímica, biología molecular

Orgánulos

Biología molecular, biología celular

Células

Biología celular, citología

Tejidos

Histología

Órganos

Histología, fisiología

Sistema

Fisiología, anatomía

Organismo

Anatomía, etología, psicología

Población

Etología, sociología

Comunidad

Ecología

Ecosistema

Ecología

Biosfera

Ecología

Se define en biología como viva la estructura molecular autoorganizada capaz de intercambiar energía y materia con el entorno con la finalidad de automantenerse, renovarse y finalmente reproducirse. La manifestación evidente de lo anterior se muestra en forma de vida. Esta manifestación se singulariza del resto del ecosistema por un conjunto de propiedades características, comunes y relativas a ciertos sistemas materiales, a los que se denominan seres vivos. Un ser vivo consiste en la conjunción de diferentes sistemas capaces de integrarse por la conveniencia relativa al ahorro en recursos que supone la asociación. Los sistemas por separado necesitan un aporte externo y generan un desecho. El desecho de un sistema sirve para la alimentación del otro (reciclaje). Dicha integración permite que el organismo (el conjunto de todos los sistemas integrados) pueda soportar el desorden inherente a la tendencia natural de cada sistema por separado a desorganizar la información. El desorden genera una necesidad, manifestándolo mediante moléculas cargadas, aminoácidos o cadenas de proteínas. Dichas cargas ponen de manifiesto las propiedades inherentes del sistema, y que el sistema 'vecino' interaccionará aportando como desecho, lo que el otro necesita como materia prima. De esta forma se obtiene y procesa de forma sostenida en el tiempo los materiales y energía, que se transfieren adecuadamente por cualquiera de los sistemas capaces de transmitir dicha información. El resultado final minimiza la entropía interna del sistema vivo, necesitando de aporte externo para que el proceso no decaiga. La tendencia al desorden es el resultado del desgaste natural asociado a las interacciones. Como 'remedio' el organismo reacciona a través del desarrollo y la evolución, procesos dependientes de la existencia de un canal de transferencia y/o transacción de cargas (que para el caso de la vida en la tierra, se compila en la información genética), que nutren de información a todo el sistema. El desarrollo exponencial de la tecnología ha llevado recientemente al científico Raymond Kurzweil a afirmar en su libro La era de las máquinas espirituales que si, según su pronóstico, a lo largo del siglo XXI fuese posible la

Vida

96 creación de computadoras más sofisticadas que nuestro propio cerebro, conscientes y capaces de alojar nuestro estado neuronal, dando así lugar a una copia virtual o real e inmortal de nosotros mismos, el concepto de inteligencia, de consciencia, y de vida, trascenderían probablemente a la biología.[15]

Lo vivo Lo vivo es el estado característico de la biomasa, manifestándose en forma de organismos uni o pluricelulares. Las propiedades comunes a los organismos conocidos que se encuentran en la Tierra (plantas, animales, fungi, protistas, archaea y bacteria) son que ellos están basados en el carbono y el agua, son conjuntos celulares con organizaciones complejas, capaces de mantener y sostener junto con el medio que les rodea, el proceso homeostático que les permite responder a estímulos, reproducirse y, a través de procesos de selección natural, adaptarse en generaciones sucesivas. En la biología, se considera vivo lo que tenga las características: • • • •

Organización: Formado por células. Reproducción: Capaz de generar o crear copias de sí mismo. Crecimiento: Capaz de aumentar en el número de células que lo componen y/o en el tamaño de las mismas. Evolución: Capaz de modificar su estructura y conducta con el fin de adaptarse mejor al medio en el que se desarrolla.

• Homeostasis: Utiliza energía para mantener un medio interno constante. • Movimiento: Desplazamiento mecánico de alguna o todas sus partes componentes, Se entiende como movimiento a los tropismos de las plantas, e incluso al desplazamiento de distintas estructuras a lo largo del citoplasma. Una entidad con las propiedades indicadas previamente se lo considera un organismo. A pesar de que no puede indicarse con precisión, la evidencia sugiere que la vida en la Tierra ha existido por aproximadamente 3700 millones de años[16] Hoy el conjunto de toda la Tierra contiene aproximadamente 75000 millones de toneladas de biomasa (vida), la que vive en distintos medios ambientes de la biósfera.[cita requerida]

Las tres funciones básicas de todos los seres vivos Todos los seres vivos sobre la faz de la Tierra realizan tres funciones básicas, a saber, relación, nutrición y reproducción. Se excluye de esta definición a los virus pues no son capaces de realizar las tres, únicamente se relacionan, no obstante, realizan todas una vez que infectan a la célula objetivo y son capaces de manipular su maquinaria celular.

Las bases de lo vivo Una estructura viva es una disposición de elementos químicos, dispuestos de tal forma que, en su estado más estable, se puede asemejar a un 'esquema energético' a la espera de ser 'leído'. Es en ese momento cuando se expresan las reacciones necesarias para obtener homeostasis. Dicha estructura, que comprende un organismo, es la base sobre la que pueden establecerse las estructuras materiales vivas. La acción de 'leer', no es otra que el evento que desencadena las reacciones necesarias para poner en marcha el programa genético, unidad en la que se condensa el 'esquema energético'.

Qué no es vida No es vida cualquier otra estructura del tipo que sea (aunque contenga ADN o ARN) incapaz de establecer un equilibrio homeostático (virus, viriones, priones, células cancerígenas o cualquier otra forma de reproducción que no sea capaz de manifestar una forma estable retroalimentaria sostenible con el medio, y provoque el colapso termodinámico). Así, se puede concluir que una célula está viva, pues posee una regulación homeostática relativa a ella misma, pero si no pertenece a un organismo homeostático, no forma parte de un organismo vivo, consume

Vida

97 recursos y pone en peligro la sostenibilidad del medio en el cual se manifiesta.

Vida en la Tierra La existencia de vida, y concretamente la vida terrestre, puede definirse con más especificidad indicando, entre otras cosas, que los seres vivos son sistemas químicos cuyo fundamento son cadenas de átomos de carbono ricas en hidrógeno (reducidas), que se distribuyen en compartimientos llenos de disoluciones acuosas y separados por membranas funcionalmente asimétricas cuya zona interior es hidrófoba; esos compartimentos constituyen células o forman parte de ellas, las cuales se originan por división de células anteriores, y se permite así el crecimiento y también la reproducción de los individuos. Los sistemas vivos no forman un sistema continuo, cerrado y hermético, sino una multitud de sistemas discretos, que llamamos organismos.

Rasgos comunes de las estructuras orgánicas El estudio de la vida se llama biología y los biólogos son los que estudian sus propiedades. Tras el estudio por parte de éstos, se hace evidente que toda reacción bioquímica capaz de establecer una estructura homeostática que desarrolle la función metabólica, se la puede definir como materia viva orgánica u organismo, compartiendo algunas características comunes, producto de la selección natural: 1. Un organismo requiere aporte externo de energía para poder sostener su ciclo metabólico. Dada la tendencia constante a degradar la usada, se establece una resistencia que ofrece toda materia viva a ser animada. Este hecho se hace evidente al observarse la tendencia a degradar a materia inherte. Es decir, se alimentan para no morir.

La luz del sol penetrando entre secuoyas. El árbol más alto del mundo pertenece a esta especie, y mide 115,55 m.

2. Un organismo usa todos los recursos disponibles y compatibles con su estructura para perpetuar su esquema molecular (ADN), desechando lo inservible y desarrollando lo útil. En las estructuras vitales más complejas, esto se observa por el hecho de que crecen y se desarrollan. 3. Un organismo es receptivo a los estímulos del medio ambiente, siendo éste el único medio por el cual poder reponer los recursos perdidos. Si deja de responder, dejará de ser materia viva. 4. Un organismo responde a un medio favorable activando los procesos que le permitirán duplicar su esquema molecular y transferir sus funciones de manera que fomente ese esquema al máximo de sus facultades vitales. En función de los recursos disponibles del medio, esas facultades serán más o menos intensas. La vida se agrupa en diversos niveles estructurales jerarquizados. Así se sabe que la unión de células pueden dar lugar a un tejido y la unión de éstos dan lugar a un órgano que cumple una función específica y particular, como el caso del corazón o el estómago. De esta forma los diversos niveles de jerarquización de la vida se agrupan hasta formar un organismo o ser vivo, éstos al agruparse siendo de una misma especie forman una población y el conjunto de poblaciones de diversas especies que habitan en un biotopo dado forman una comunidad.

Vida

El origen de la vida No existe un único modelo para el origen de la vida, sin embargo la mayoría de los modelos científicos actuales aceptados se basan en los siguientes descubrimientos, los cuales son listados en el orden en el cual han sido postulados: 1. Condiciones prebióticas plausibles que resultaron en la formación de las pequeñas moléculas básicas para la vida. Esto ha sido demostrado en el experimento de Miller y Urey.[17] 2. Los fosfolípidos espontáneamente forman lípidos bicapa, que son la estructura básica de la membrana celular.

La Gran Fuente Prismática del Parque Nacional Yellowstone.

3. Los procedimientos para producir moléculas aleatorias de ARN pueden producir ribosomas, las cuales son capaces de reproducirse bajo condiciones muy específicas. Existen muchas hipótesis distintas sobre el camino que pudo haber tomado el origen de la vida para pasar desde moléculas orgánicas simples hasta constituir protocélulas y metabolismos diversos. Muchos modelos caen dentro de la categoría "genes primero" o la categoría "metabolismo primero", sin embargo la tendencia actual es la aparición de modelos híbridos que no caen en ninguna de las categorías anteriores.

Ejemplo de modelo híbrido Las estructuras moleculares esenciales para la vida, se formaron y desarrollaron por aparecer en un preecosistema que así lo permitió, en su estado prebiótico. El origen de la vida es el resultado termodinámico del acoplamiento de diferentes átomos en un medio que fomentó la aparición de moléculas más complejas, pues termodinámicamente hablando era lo más óptimo. Ofreciendo un bajo potencial energético (una molécula de adenina no es físicamente reactiva, es estable en el tiempo, y poca utilidad tiene en una central eléctrica o en una reacción de fusión nuclear), pero alto potencial bioenergético (debidamente acoplada a una molécula de ribosa, forma un reactivo bioquímico muy potente), favorecieron la aparición de otras propiedades, que emergieron por la abundancia de esas moléculas. Las formas biológicas más primitivas establecen la formación de biomoléculas, basta un esquema simple molecular, que adecuadamente estimulado bioquímicamente hablando, pueden dar estructuras más complejas (aminoácidos). Según el medio iba cambiando, las estructuras también lo hacían, estableciendo un proceso evolutivo basado en una función retroalimentada. La abundancia de biomasa, fomentó la agudeza de ciertas propiedades, que en otras circunstancias pasarían desapercibidas, tales como la hidrofobicidad, ósmosis, catálisis,

Molécula de ADN.

Vida

99 permeabilidad, etc. La semejanza y simetría de ciertas propiedades de ciertos elementos, generaron barreras de potencial por diferencia de densidad; dicho medio aislado, variaba con el tiempo y los materiales generados en el interior, desetabilizaban dicha barrera: En ocasiones, cierta parte de esa barrera de potencial, se debilitaba en ciertas partes, permitiendo la entrada de nuevos elementos (propiedades electrolíticas). Por el simple acoplamiento debido a las diferentes propiedades de densidad de los elementos, las disposiciones de los aminoácidos comenzaron a formar estructuras más sólidas, definiendo una clara membrana compuesta de proteínas y emergiendo una nueva propiedad: La permeabilidad selectiva. Según el medio contuviese más o menos materia orgánica, las combinaciones moleculares darían combinaciones más complejas y con mayor potencial bioquímico. El primer microorganismo que apareciese aportaría al medio los desechos orgánicos que no necesitase, así como su propia estructura. Floreciendo este primer microorganismo, abriría el abaníco de posibilidades aún más. El alimento es la principal fuente de evolución de los seres vivos. De hecho, si la vida tiene la forma que tiene es porque es sostenible desde un punto de vista termodinámico. Las formas de vida que se alimentan de estructuras vivas, aportan a su sistema información de como ser energéticamente más adaptables. La fuente de alimento es el principal resorte de selección natural. Así se establece el ciclo retroalimentario de la siguiente manera: Las estructuras moleculares aportan al medio estructuras orgánicas homeostáticas, a su vez estas estructuras necesitan energía para mantenerse activas y son al mismo tiempo un aporte de variabilidad al entorno que les rodea. Por lo que la evolución no hubiera sido posible de no existir tanto un punto de inicio biomolecular, como estructuras homeostáticas que aporten al medio más información de cómo ser termodinámicamente óptimo. Todo este proceso es sostenible gracias al aporte energético de la estrella más cercana, el sol, y por la disipación de esa energía en el frío espacio, se establece un ciclo físico y posiblemente (como es el caso de la Tierra) biológico.

Vida sintética El 20 de mayo de 2010 un artículo en la revista Science anunciaba lo que probablemente constituya con total propiedad la creación de vida sintética por primera vez en la historia. Un equipo de científicos del Instituto J. Craig Venter acreditaba el descubrimiento. Concretamente, se informaba del diseño, síntesis y ensamblaje del genoma de 1,08 millones de pares de bases de Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 partiendo de la información digitalizada de la secuencia genómica y de su trasplante a una célula recipiente correspondiente a un espécimen de Mycoplasma capricolum para crear células de Mycoplasma mycoides controladas únicamente por el cromosoma sintético. Se informaba además de que el único ADN presente en las células creadas era la secuencia sintética diseñada, incluyendo secuencias «de filigrana» así como borrados de genes y polimorfismos, y mutaciones adquiridas durante el proceso de construcción de la célula, la cual mostraba las propiedades fenotípicas esperadas, además de signos de vida propia como la autorreplicación continua.[18]

Astrobiología Para deducir el tipo de vida que pueda existir en otros planetas, se deberá observar el aporte energético de la estrella más cercana, pues, si es demasiado, la energía aportada al planeta será tan intensa que hará imposible establecer moléculas biológicamente estables; si es escasa, las formas de vida quizás no se desarrollen más que a nivel bacteriano. Las condiciones físicas del planeta pueden influir en la cantidad de energía que llega de la estrella a su superficie, y establecerán los cauces de la evolución biológica, pues de florecer este tipo de actividad, será capaz de influir en el medio, adaptarse al mismo y transformarlo. Sólo ha de cumplir el requisito termodinámico: sostenibilidad entre el aporte y la disipación energética. Indudablemente, su esquema biomolecular será el resultado de las condiciones físicas que lo han condicionado. Así, de forma paralela a la evolución, la selección natural es la función que permite el desarrollo sostenible de la vida en el planeta.

Vida

100

Especulaciones recientes Existe una hipótesis aún no demostrada que matiza la definición termodinámica de la vida, y defendida por Lynn Margulis. Ésta considera la vida como un sistema complejo que surge bajo condiciones iniciales favorables, y que localmente acelera la conversión energética entre, en nuestro caso, el calor del Sol y el frío espacio. La larga vida media de una estrella permite que este sistema vivo evolucione a niveles cada vez más complejos, dado que el sistema se perpetúa mediante material genético de copia imperfecta (definición bioquímica) y de alguna forma es seleccionada siempre la copia más eficiente (definición genética) siendo ésta la más favorable termodinámicamente. Esta interpretación no sirve para definir mejor qué es la vida, pero complementa la visión termodinámica con un porqué. No sólo lo vivo tiende a aumentar el orden sin una ayuda material externa, sino que además este aumento del orden es perfectamente lógico con la tendencia al desorden general, porque para ello se utiliza constantemente energía. En parte, da una vuelta al enfoque y un ser vivo pasa de ser el que utiliza la energía para vivir al que vive para utilizar la energía. Lo que nos lleva a la definición del principio.

Interpretaciones de la vida según diversas religiones Para las religiones monoteístas, la vida es la unión del alma y del cuerpo,[10] de forma que se diferencia entre la vida del cuerpo, que es mortal, y la vida del alma, que es eterna.[19][20] En el caso del cristianismo, a los animales que creó Dios se les llama «seres vivientes... todo ser viviente».[21] La palabra hebrea que aquí se tradujo como «ser» es «nefesh», que también se traduce como «alma».[22] Según acepta la comunidad creyente, existe vida después de la muerte, denominada vida eterna,[10] término que aparece en la Biblia.[23][24] Cuando alguien fallece, se dice con frecuencia que pasó a mejor vida,[25] expresión que actualmente se usa también como eufemismo de la muerte[26] y de forma desligada de la espiritualidad. Según las corrientes creacionistas, la vida fue creada de forma instantánea por Dios. En el Génesis, por ejemplo, se dice que toda la vida fue creada por Dios al principio de los tiempos, entre el tercer y sexto día de la Creación.[27] Para el budismo, la vida es cada uno de los estados de reencarnación de los seres en el samsara.[28] El concepto de alma no existe en esta religión. Existe, en su lugar, una energía metafísica imperecedera y cambiante denominada karma.[29]

Véase también • • • • • • • • • •

Autopoiesis Enfermedad Esperanza de vida Materia orgánica Morbilidad Mortalidad Muerte Natalidad Salud Ser vivo

Vida

101

Referencias [1] Lynn Margulis, Captando genomas. Una teoría sobre el origen de las especies. Editorial Kairós. (La cita aun está por depurar) [2] NASA. Life Cycle of Stars (http:/ / imagine. gsfc. nasa. gov/ docs/ teachers/ lifecycles/ stars. html).

"Un tema clave en el debate [de los tiempos] del aborto es el estatus moral del embrión y el feto", señalaba un informe elaborado por la British Medical Association. "La cuestión de cuándo empieza la vida se ha debatido durante años y continúa siendo un tema en el cual los miembros de la sociedad tienen visiones opuestas (...). Probablemente nunca sea posible alcanzar un acuerdo sobre esta cuestión" (http://www.elmundo.es/elmundosalud/2008/01/19/mujer/1200773335.html) [4] Declaración sobre el comienzo de la vida humana de la Comisión Nacional de Ética Biomédica de Argentina. (http:/ / www. vidahumana. org/ vidafam/ anticon/ bioetica. html) [5] En cualquier otro caso se incurriría en un delito de homicidio. [6] www.fundacionalzheimeresp.org (http:/ / www. fundacionalzheimeresp. org/ index. php?option=com_content& task=view& id=253& Itemid=145) [7] Carl Sagan. Serie de televisión Cosmos. 1980. Capítulo IX: Enciclopedia Galáctica. [8] Biology Cabinet (http:/ / biocab. org/ Exobiologia_Probabilidades. html) [9] www.redcientífica.com (http:/ / www. redcientifica. com/ doc/ doc200305259806. html) [10] Definición de vida de la RAE. (http:/ / buscon. rae. es/ draeI/ SrvltConsulta?TIPO_BUS=3& LEMA=vida) [11] Diccionario Esencial de la Lengua Española. Editorial VOX. [12] Biblia. Romanos, 6:23. [13] Biblia. Génesis 2:7 [14] Perspicacia para comprender las Escrituras editado por los testigos de Jehová. Tomo II. [15] Entrevista a Raymond Kurzweil: The future is going to be very exciting. Artículo en The Guardian. (http:/ / www. guardian. co. uk/ technology/ 2009/ may/ 02/ google-univeristy-ray-kurzweil-artificial-intelligence) [16] History of Life (http:/ / www. ucmp. berkeley. edu/ exhibits/ historyoflife. php). Universidad de Berkeley. [17] La calificación de demostrado puede ser puesta en tela de juicio por ciertas mentalidades. El experimento consiste en un medio altamente reductor en el que se hallan los elementos necesarios para la formación de aminoácidos. Seguidamente de hace saltar una chispa eléctrica y ésta produce algunos de los aminoácidos que forman los organismos vivos. Sin embargo, son pocos los que señalan que el experimento está montado con un sistema de aspiración que quita inmediatamente los productos que produce el arco eléctrico. De no ser así, la misma energía de la chispa destruiría aquello que formó. Otra objeción consiste en que un medio acuoso resulta inconveniente para la formación de polímeros. Más allá de posturas y discusiones, lo cierto es que no se ha podido sintetizar en laboratorio la totalidad de las sustancias que conforman una simple célula. Si acaso se lograra eso, todavía quedaría organizar las sustancias en una estructura funcional que adoptara una conducta o comportamiento de ser vivo. [18] Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome (http:/ / www. sciencemag. org/ cgi/ content/ abstract/ science. 1190719). Artículo de la revista Science. 20 de mayo de 2010. [19] «no temáis a los que pueden matar el cuerpo, sino a quien puede mandar cuerpo y alma a la gehena» (cf. Mt 10, 28). [20] El hombre no es solamente un cuerpo, es un cuerpo y un alma. No crean que son solamente un cuerpo, con una historia, un nombre y un domicilio. El cuerpo cuando se muere deja como rastro los huesos y sus ingredientes básicos, los cuatro elementos, pasan a ser de nuevo un espermatozoide y un óvulo, pero el alma no sigue ese destino, el alma no se muere. El alma no puede morir, continúa su viaje a través de los 17.000 universos. El terror que le tenemos a la muerte es porque creemos a pies juntillas – el alma cree – que es un cuerpo y le tiene terror a la desaparición, en su olvido y en su identificación con el cuerpo. Sheij Abdul Kadir Al-Halveti Al-Yerrahi. Buenos Aires, Argentina. 13 de agosto de 2005. [21] Génesis 1:20,21 [22] Génesis 42:21: ...vimos la angustia de su alma. [23] Juan 3:16: Porque de tal manera amó Dios al mundo, que ha dado a su Hijo unigénito, para que todo aquel que en él cree, no se pierda, mas tenga vida eterna. [24] Primera epístola de San Juan: El conocimiento de la vida eterna (62:5:13 - 62:5:21): Estas cosas os he escrito a vosotros que creéis en el nombre del Hijo de Dios, para que sepáis que tenéis vida eterna. [25] Acepción de vida en Word Reference. (http:/ / www. wordreference. com/ definicion/ vida) [26] The Free Dictionary. (http:/ / es. thefreedictionary. com/ vida) [27] Génesis, 11-31. [28] Introducción al budismo: vidas pasadas y futuras. (http:/ / www. introduccionalbudismo. com/ vidas-pasadas-y-futuras. php) [29] Sogyal Rinpoché. El libro tibetano de la vida y de la muerte. Urano. 2006. 544 pp. ISBN 978-84-7953-623-7

Vida

102

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Tierra Tierra

[1] Imagen tomada mediante el instrumento VIIRS de la NASA en 2012 Elementos orbitales Época

[2]

J2000.0

Longitud del nodo ascendente 348.73936°[3][4] Inclinación

7.155° con el ecuador del Sol [5] 1.57869° respecto al plano invariable

Argumento del periastro

114.20783°

Semieje mayor

149 598 261 km [7] 1.00000261 AU

Excentricidad

0.01671123

Anomalía media

357.51716°

Periastro o perihelio

147 098 290 km [8] 0.98329134 UA

Apoastro o afelio

152 098 232 km [8] 1.01671388 UA

Período orbital sideral

[9] 365.256363004 days 1.000017421 AJ

Velocidad orbital media

[3] 29.78 km/s 107 200 km/h

Radio orbital medio

0.999855 ua 149 597 870.691 km

[3][6]

[7]

[3]

Tierra

103 Satélites

1 natural (La Luna) [10] + 8 300 artificiales (para el primero de marzo de 2001) Características físicas [3]

Masa

5.9736×1024 kg

Volumen

1.08321×1012 km3

Densidad

5.515 g/cm3

Área de superficie

[11][12][13] 510 072 000 km2 148,940,000 km2 tierra (29.2 %) 361,132,000 km2 agua (70.8 %)

[3]

Radio Ecuatorial 6,378.1 km[14][15] [16]

Polar

6,356.8 km

Medio

6,371.0 km

[17]

Gravedad

9.780327 m/s²

Velocidad de escape

[3] 11.186 km/s

Periodo de rotación

[18] 0.99726968 d h m 23 56 4.100s

Inclinación axial

23°26'21".4119

Albedo

[3] 0.367 (geométrico) [3] 0.306 (de Bond)

[9]

Características atmosféricas Presión

101.325 kPa (msnm)

Temperatura Mínima 184 k,[19] -89.15 °C Media

[20]

287.2 K,

14.05 °C

Máxima 331 K,[21] 57.85 °C

Tierra

104 Composición [3]

Nitrógeno

78.08% (N2)

Oxígeno

20.95% (O2)

Argón

0.93% v/v

CO2

335 ppmv

Neón

18.2 ppmv

Hidrógeno

5 ppmv

Helio

5.24 ppmv

Metano

1.72 ppmv

Kriptón

1 ppmv

Óxido nitroso

0.31 ppmv

Xenón

0.08 ppmv

0.05 ppmv

Ozono

0.03 – 0.02 ppmv (variable)

CFCs

0.3 – 0.2 ppbv (variable)

Vapor de agua 1% (variable) No computable para el aire seco.

Cuerpo celeste Anterior

Venus

Marte

La Tierra (de Terra, nombre latino de Gea, deidad griega de la feminidad y la fecundidad) es un planeta del Sistema Solar que gira alrededor de su estrella en la tercera órbita más interna. Es el más denso y el quinto mayor de los ocho planetas del Sistema Solar. También es el mayor de los cuatro terrestres. La Tierra se formó hace aproximadamente 4530 millones de años y la vida surgió unos mil millones de años después.[22] Es el hogar de millones de especies, incluyendo los seres humanos y actualmente el único cuerpo astronómico donde se conoce la existencia de vida.[23] La atmósfera y otras condiciones abióticas han sido alteradas significativamente por la biosfera del planeta, favoreciendo la proliferación de organismos aerobios, así como la formación de una capa de ozono que junto con el campo magnético terrestre bloquean la radiación solar dañina, permitiendo así la vida en la Tierra.[24] Las propiedades físicas de la Tierra, la historia geológica y su órbita han permitido que la vida siga existiendo. Se estima que el planeta seguirá siendo capaz de sustentar vida durante otros 500 millones de años, ya que según las previsiones actuales, pasado ese tiempo la creciente luminosidad del Sol terminará causando la extinción de la biosfera.[25][26] La superficie terrestre o corteza está dividida en varias placas tectónicas que se deslizan sobre el magma durante periodos de varios millones de años. La superficie está cubierta por continentes e islas, estos poseen varios lagos, ríos y otras fuentes de agua, que junto con los océanos de agua salada que representan cerca del 71% de la superficie construyen la hidrosfera. No se conoce ningún otro planeta con este equilibrio de agua líquida,[27] que es indispensable para cualquier tipo de vida conocida. Los polos de la Tierra están cubiertos en su mayoría de hielo

Tierra

105

sólido (Indlandsis de la Antártida) o de banquisas (casquete polar ártico). El interior del planeta es geológicamente activo, con una gruesa capa de manto relativamente sólido, un núcleo externo líquido que genera un campo magnético, y un núcleo de hierro sólido interior. La Tierra interactúa con otros objetos en el espacio, especialmente el Sol y la Luna. En la actualidad, la Tierra completa una órbita alrededor del Sol cada vez que realiza 366.26 giros sobre su eje, el cual es equivalente a 365.26 días solares o a un año sideral.[28] El eje de rotación de la Tierra se encuentra inclinado 23.4° con respecto a la perpendicular a su plano orbital, lo que produce las variaciones estacionales en la superficie del planeta con un período de un año tropical (365.24 días solares).[29] La Tierra posee un único satélite natural, la Luna, que comenzó a orbitar la Tierra hace 4530 millones de años, esta produce las mareas, estabiliza la inclinación del eje terrestre y reduce gradualmente la velocidad de rotación del planeta. Hace aproximadamente 3800 a 4100 millones de años, durante el llamado bombardeo intenso tardío, numerosos asteroides impactaron en la Tierra, causando significativos cambios en la mayor parte de su superficie. Tanto los recursos minerales del planeta como los productos de la biosfera aportan recursos que se utilizan para sostener a la población humana mundial. Sus habitantes están agrupados en unos 200 estados soberanos independientes, que interactúan a través de la diplomacia, los viajes, el comercio, y la acción militar. Las culturas humanas han desarrollado muchas ideas sobre el planeta, incluida la personificación de una deidad, la creencia en una Tierra plana o en la Tierra como centro del universo, y una perspectiva moderna del mundo como un entorno integrado que requiere administración.

Cronología Los científicos han podido reconstruir información detallada sobre el pasado del planeta. Según estos estudios el material más antiguo del Sistema Solar se formó hace 4.5672 ± 0.0006 millardos de años,[30] y en torno a unos 4550 millones de años atrás (con una incertidumbre del 1%)[22] se habían formado ya la Tierra y los otros planetas del Sistema Solar a partir de la nebulosa solar; una masa en forma de disco compuesta del polvo y gas remanente de la formación del sol. Este proceso de formación de la Tierra a través de la acreción tuvo lugar mayoritariamente en un plazo de 10-20 millones de años.[31] La capa exterior del planeta, inicialmente fundida, se enfrió hasta formar una corteza sólida cuando el agua comenzó a acumularse en la atmósfera. La Luna se formó poco después, hace unos 4530 millones de años.[32]

Representación gráfica de la teoría del gran impacto.

El actual modelo consensuado[33] sobre la formación de la Luna es la teoría del gran impacto, que postula que la Luna se creó cuando un objeto del tamaño de Marte, con cerca del 10% de la masa de la Tierra,[34] impactó tangencialmente contra ésta.[35] En este modelo, parte de la masa de este cuerpo podría haberse fusionado con la Tierra, mientras otra parte habría sido expulsada al espacio, proporcionando suficiente material en órbita como para desencadenar nuevamente un proceso de aglutinamiento por fuerzas gravitatorias, y formando así la Luna.

La desgasificación de la corteza y la actividad volcánica produjeron la atmósfera primordial de la Tierra. La condensación de vapor de agua, junto con el hielo y el agua líquida aportada por los asteroides y por protoplanetas, cometas y objetos transneptunianos produjeron los océanos.[36] El recién formado Sol sólo tenía el 70% de su luminosidad actual: sin embargo, existen evidencias que muestran que los primitivos océanos se mantuvieron en estado líquido; una contradicción denominada la «paradoja del joven sol débil» ya aparentemente el agua no debería ser capaz de permanecer en ese estado debido a la poca energía solar recibida.[37] Sin embargo, una combinación de gases de efecto invernadero y mayores niveles de actividad solar contribuyeron a elevar la temperatura de la superficie terrestre, impidiendo así que los océanos se congelaran.[38] Hace 3500 millones de años se formó el campo magnético de la Tierra, lo que ayudó a evitar que la atmósfera fuese arrastrada por el viento solar.[39]

Tierra Se han propuesto dos grandes modelos para el crecimiento de los continentes:[40] el modelo de crecimiento constante,[41] y el modelo de crecimiento rápido en una fase temprana de la historia de la Tierra.[42] Las investigaciones actuales sugieren que la segunda opción es más probable, con un rápido crecimiento inicial de la corteza continental,[43] seguido de un largo período de estabilidad.[44][45][46] En escalas de tiempo de cientos de millones de años de duración, la superficie terrestre ha estado en constante remodelación, formando y fragmentando continentes. Estos continentes se han desplazado por la superficie, combinándose en ocasiones para formar un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones de años (Ma), uno de los primeros supercontinentes conocidos, Rodinia, comenzó a resquebrajarse. Los continentes más tarde se recombinaron nuevamente para formar Pannotia, entre 600 a 540 Ma, y finalmente Pangea, que se fragmentó hace 180 Ma hasta llegar a la configuración continental actual.[47]

Evolución de la vida En la actualidad, la Tierra proporciona el único ejemplo de un entorno que ha dado lugar a la evolución de la vida.[48] Se cree que procesos químicos altamente energéticos produjeron una molécula auto-replicante hace alrededor de 4000 millones de años, y entre hace 3500 y 3800 millones de años existió el último antepasado común universal.[49] El desarrollo de la fotosíntesis permitió que los seres vivos recogiesen de forma directa la energía del Sol; el oxígeno resultante acumulado en la atmósfera formó una capa de ozono (una forma de oxígeno molecular [O3]) en la atmósfera superior. La incorporación de células más pequeñas dentro de las más grandes dio como resultado el desarrollo de las células complejas llamadas eucariotas.[50] Los verdaderos organismos multicelulares se formaron cuando las células dentro de colonias se hicieron cada vez más especializadas. La vida colonizó la superficie de la Tierra en parte gracias a la absorción de la radiación ultravioleta por parte de la capa de ozono.[51] En la década de 1960 surgió una hipótesis que afirma que durante el período Neoproterozoico, desde 750 hasta los 580 Ma, se produjo una intensa glaciación en la que gran parte del planeta fue cubierto por una capa de hielo. Esta hipótesis ha sido denominada la "Glaciación global", y es de particular interés ya que este suceso precedió a la llamada explosión del Cámbrico, en la que las formas de vida multicelulares comenzaron a proliferar.[52] Tras la explosión del Cámbrico, hace unos 535 [53] Ma se han producido cinco grandes extinciones en masa.[54] De ellas, el evento más reciente ocurrió hace 65 [55] Ma, cuando el impacto de un asteroide provocó la extinción de los dinosaurios no aviarios, así como de otros grandes reptiles, excepto algunos pequeños animales como los mamíferos, que por aquel entonces eran similares a las actuales musarañas. Durante los últimos 65 [55] millones de años los mamíferos se diversificaron, hasta que hace varios millones de años, un animal africano con aspecto de simio, conocido como el orrorin tugenensis, adquirió la capacidad de mantenerse en pie.[56] Esto le permitió utilizar herramientas y favoreció su capacidad de comunicación, proporcionando la nutrición y la estimulación necesarias para desarrollar un cerebro más grande, y permitiendo así la evolución de la raza humana. El desarrollo de la agricultura y de la civilización permitió a los humanos alterar la Tierra en un corto espacio de tiempo como no lo había hecho ninguna otra especie,[57] afectando tanto a la naturaleza como a la diversidad y cantidad de formas de vida. El presente patrón de edades de hielo comenzó hace alrededor de 40 [58] Ma y luego se intensificó durante el Pleistoceno, hace alrededor de 3 [59] Ma. Desde entonces las regiones en latitudes altas han sido objeto de repetidos ciclos de glaciación y deshielo, en ciclos de 40-100 mil años. La última glaciación continental terminó hace 10 000 años.[60]

106

Tierra

107

Futuro Véanse también: Fin de los Tiempos (hipótesis) y Fin de la civilización

Ciclo de la vida solar.

El futuro del planeta está estrechamente ligado al del sol. Como resultado de la acumulación constante de helio en el núcleo del Sol, la luminosidad total de la estrella irá poco a poco en aumento. La luminosidad del Sol crecerá en un 10% en los próximos 1.1 Ga (1100 millones de años) y en un 40% en los próximos 3.5 Ga.[61] Los modelos climáticos indican que el aumento de la radiación podría tener consecuencias nefastas en la Tierra, incluyendo la pérdida de los océanos del planeta.[62] Se espera que la Tierra sea habitable por alrededor de otros 500 millones de años a partir de este momento,[25] aunque este periodo podría extenderse hasta 2300 millones años si se elimina el nitrógeno de la atmósfera.[63] El aumento de temperatura en la superficie terrestre acelerará el ciclo del CO2 inorgánico, lo que reducirá su concentración hasta niveles letalmente bajos para las plantas (10 ppm para la fotosíntesis C4) dentro de aproximadamente 500 millones[25] a 900 millones de años. La falta de vegetación resultará en la pérdida de oxígeno en la atmósfera, lo que provocará la extinción de la vida animal a lo largo de varios millones de años más.[64] Después de otros mil millones de años, todas las aguas superficiales habrán desaparecido[26] y la temperatura media global alcanzará los 70 °C.[64] Incluso si el Sol fuera eterno y estable, el continuo enfriamiento interior de la Tierra se traduciría en una gran pérdida de CO2 debido a la reducción de actividad volcánica,[65] y el 35% del agua de los océanos podría descender hasta el manto debido a la disminución del vapor de ventilación en las dorsales oceánicas.[66] El Sol, siguiendo su evolución natural, se convertirá en una gigante roja en unos 5 Ga. Los modelos predicen que el Sol se expandirá hasta unas 250 veces su tamaño actual, alcanzando un radio cercano a 1 UA (unos 150 millones de km).[61][67] El destino que sufrirá la Tierra entonces no está claro. Siendo una gigante roja, el Sol perderá aproximadamente el 30% de su masa, por lo que sin los efectos de las mareas, la Tierra se moverá a una órbita de 1.7 UA (unos 250 millones de km) del Sol cuando la estrella alcance su radio máximo. Por lo tanto se espera que el planeta escape inicialmente de ser envuelto por la tenue atmósfera exterior expandida del Sol. Aún así, cualquier forma de vida restante sería destruida por el aumento de la luminosidad del Sol (alcanzando un máximo de cerca de 5000 veces su nivel actual).[61] Sin embargo, una simulación realizada en 2008 indica que la órbita de la Tierra se decaerá debido a los efectos de marea y arrastre, ocasionando que el planeta penetre en la atmósfera estelar y se vaporice.[67]

Tierra

108

Composición y estructura La Tierra es un planeta terrestre, lo que significa que es un cuerpo rocoso y no un gigante gaseoso como Júpiter. Es el más grande de los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar en tamaño y masa, y también es el que tiene la mayor densidad, la mayor gravedad superficial, el campo magnético más fuerte y la rotación más rápida de los cuatro.[68] También es el único planeta terrestre con placas tectónicas activas.[69]

Forma La forma de la Tierra es muy parecida a la de un esferoide oblato, una esfera achatada por los polos, resultando en un abultamiento alrededor del ecuador.[70] Este abultamiento está causado por la rotación de la Tierra, y ocasiona que el diámetro en el ecuador sea 43 km más largo que el diámetro de un polo a otro.[71] Hace aproximadamente 22 000 años la Tierra tenía una forma más esférica, la mayor parte del Comparación de tamaño de los planetas hemisferio norte se encontraba cubierto por hielo, y a medida de que el interiores, (de izquierda a derecha): Mercurio, Venus, Tierra y Marte. hielo se derretía causaba una menor presión en la superficie terrestre en [72] la que se sostenían causando esto un tipo de «rebote», este fenómeno siguió ocurriendo hasta a mediados de los años noventa cuando los científicos se percataron de que este proceso se había invertido, es decir, el abultamiento aumentaba,[73] las observaciones del satélite GRACE muestran que al menos desde el 2002, la pérdida de hielo de Groenlandia y de la Antártida ha sido la principal responsable de esta tendencia. El diámetro medio de referencia para el esferoide es de unos 12 742 km, que es aproximadamente 40 000 km/π, ya que el metro se definió originalmente como la diezmillonesima parte de la distancia desde el ecuador hasta el Polo Norte desde París, Francia.[74] La topografía local se desvía de este esferoide idealizado, aunque las diferencias a escala global son muy pequeñas: la Tierra tiene una desviación de aproximadamente una parte entre 584, o el 0.17%, desde el esferoide de referencia, que es menor a la tolerancia del 0.22% permitida en las bolas de billar.[75] Las mayores desviaciones locales en la superficie rocosa de la Tierra son el monte Everest (8 848 m sobre el nivel local del mar) y el Abismo Challenger, al sur de la Fosa de las Marianas (10 911 m bajo el nivel local del mar). Debido a la protuberancia ecuatorial, los lugares de la superficie más alejados del centro de la Tierra son el Huascarán en Perú y el volcán Chimborazo en Ecuador, siendo este segundo el más alejado.[76][77][78]

Composición química de la corteza[79] Compuesto

Formula

Composición Continental Oceánica

sílice

SiO2

60.2%

48.6%

alúmina

Al2O3

15.2%

16.5%

cal

CaO

5.5%

12.3%

magnesio

MgO

3.1%

6.8%

óxido de hierro (II)

FeO

3.8%

6.2%

óxido de sodio

Na2O

3.0%

2.6%

óxido de potasio

K2O

2.8%

0.4%

Fe2O3

2.5%

2.3%

agua

H2O

1.4%

1.1%

dióxido de carbono

CO2

1.2%

1.4%

óxido de hierro (III)

Tierra

109 óxido de titanio

TiO2

0.7%

1.4%

óxido de fósforo

P2O5

0.2%

0.3%

99.6%

99.9%

Total

Composición química Véase también: Abundancia de los elementos en la Tierra

La masa de la Tierra es de aproximadamente de 5.98×1024 kg. Se compone principalmente de hierro (32.1%), oxígeno (30.1%), silicio (15.1%), magnesio (13.9%), azufre (2.9%), níquel (1.8%), calcio (1.5%) y aluminio (1.4%), con el 1.2% restante formado por pequeñas cantidades de otros elementos. Debido a la segregación de masa, se cree que la zona del núcleo está compuesta principalmente de hierro (88.8%), con pequeñas cantidades de níquel (5.8%), azufre (4.5%), y menos del 1% formado por trazas de otros elementos.[80] El geoquímico F.W. Clarke calcula que un poco más del 47% de la corteza terrestre se compone de oxígeno. Los componentes de las rocas más comunes de la corteza de la Tierra son casi todos los óxidos. Cloro, azufre y flúor son las únicas excepciones significativas, y su presencia total en cualquier roca es generalmente mucho menor del 1%. Los principales óxidos son los de sílice, alúmina, hierro, cal, magnesia, potasa y sosa. La sílice actúa principalmente como un ácido, formando silicatos, y los minerales más comunes de las rocas ígneas son de esta naturaleza. A partir de un cálculo en base a 1672 análisis de todo tipo de rocas, Clarke dedujo que un 99.22% de las rocas están compuestas por 11 óxidos (véase el cuadro a la derecha). Todos los demás se producen sólo en cantidades muy pequeñas.[81]

Estructura interna El interior de la Tierra, al igual que el de los otros planetas terrestres, está dividido en capas según su composición química o sus propiedades físicas (reológicas), pero a diferencia de los otros planetas terrestres, tiene un núcleo interno y externo distintos. Su capa externa es una corteza de silicato sólido, químicamente diferenciado, bajo la cual se encuentra un manto sólido de alta viscosidad. La corteza está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovičić, variando el espesor de la misma desde un promedio de 6 km en los océanos a entre 30 y 50 km en los continentes. La corteza y la parte superior fría y rígida del manto superior se conocen comúnmente como la litosfera, y es de la litosfera de lo que están compuestas las placas tectónicas. Debajo de la litosfera se encuentra la astenosfera, una capa de relativamente baja viscosidad sobre la que flota la litosfera. Dentro del manto, entre los 410 y 660 km bajo la superficie, se producen importantes cambios en la estructura cristalina. Estos cambios generan una zona de transición que separa la parte superior e inferior del manto. Bajo el manto se encuentra un núcleo externo líquido de viscosidad extremadamente baja, descansando sobre un núcleo interno sólido.[82] El núcleo interno puede girar con una velocidad angular ligeramente superior que el resto del planeta, avanzando de 0.1 a 0.5° por año.[83]

Tierra

110

Capas geológicas de la Tierra[84] [85]

Profundidad km

Densidad g/cm3 Componentes de las capas

Corte de la Tierra desde el núcleo hasta la exosfera (no está a escala).

0–60

[86] Litosfera

0–35

Corteza

2.2–2.9

35–60

Manto superior

3.4–4.4

35–2890

Manto

3.4–5.6

100–700

Astenosfera

[87]

—

2890–5100

Núcleo externo

9.9–12.2

5100–6378

Núcleo interno

12.8–13.1

Calor El calor interno de la Tierra proviene de una combinación del calor residual de la acreción planetaria (20%) y el calor producido por la desintegración radiactiva (80%).[88] Los isótopos con mayor producción de calor en la Tierra son el potasio-40, el uranio-238, uranio-235 y torio-232.[89] En el centro del planeta, la temperatura puede llegar hasta los 7 000 °K y la presión puede alcanzar los 360 GPa.[90] Debido a que gran parte del calor es proporcionado por la desintegración radiactiva, los científicos creen que en la historia temprana de la Tierra, antes de que los isótopos de reducida vida media se agotaran, la producción de calor de la Tierra fue mucho mayor. Esta producción de calor extra, que hace aproximadamente 3000 millones de años era el doble que la producción actual,[88] pudo haber incrementado los gradientes de temperatura dentro de la Tierra, incrementando la convección del manto y la tectónica de placas, permitiendo la producción de rocas ígneas como las komatitas que no se forman en la actualidad.[91]

Isotopos actuales de mayor producción de calor[92] Isótopo

Calor emitido Vatios/kg isótopo

Vida media años

Concentración media del manto kg isótopo/kg manto

Calor emitido W/kg manto

238

9.46 × 10-5

4.47 × 109

30.8 × 10-9

2.91 × 10-12

235

5.69 × 10-4

7.04 × 108

0.22 × 10-9

1.25 × 10-13

232

2.64 × 10-5

1.40 × 1010

124 × 10-9

3.27 × 10-12

2.92 × 10-5

1.25 × 109

36.9 × 10-9

1.08 × 10-12

El promedio de pérdida de calor de la Tierra es de 87 mW m-2, que supone una pérdida global de 4.42 × 1013 W.[93] Una parte de la energía térmica del núcleo es transportada hacia la corteza por plumas del manto; una forma de convección que consiste en afloramientos de roca a altas temperaturas. Estas plumas pueden producir puntos calientes y coladas de basalto.[94] La mayor parte del calor que pierde la Tierra se filtra entre las placas tectónicas, en las surgencias del manto asociadas a las dorsales oceánicas. Casi todas las pérdidas restantes se producen por conducción a través de la litosfera, principalmente en los océanos, ya que allí la corteza es mucho más delgada que

Tierra

111

en los continentes.[95]

Placas tectónicas Placas tectónicas de la Tierra[96]

Nombre de la placa

Placa Africana

[97]

Área 106 km2 78.0

Placa Antártica

60.9

Placa Indoaustraliana

47.2

Placa Euroasiática

67.8

Placa Norteamericana

75.9

Placa Sudamericana

43.6

Placa Pacífica

103.3

La mecánicamente rígida capa externa de la Tierra, la litosfera, está fragmentada en piezas llamadas placas tectónicas. Estas placas son elementos rígidos que se mueven en relación uno con otro siguiendo uno de estos tres patrones: bordes convergentes, en el que dos placas se aproximan; bordes divergentes, en el que dos placas se separan, y bordes transformantes, en el que dos placas se deslizan lateralmente entre sí. A lo largo de estos bordes de placa se producen los terremotos, la actividad volcánica, la formación de montañas y la formación de fosas oceánicas.[98] Las placas tectónicas se deslizan sobre la parte superior de la astenosfera, la sólida pero menos viscosa sección superior del manto, que puede fluir y moverse junto con las placas,[99] y cuyo movimiento está fuertemente asociado a los patrones de convección dentro del manto terrestre. A medida que las placas tectónicas migran a través del planeta, el fondo oceánico se subduce bajo los bordes de las placas en los límites convergentes. Al mismo tiempo, el afloramiento de material del manto en los límites divergentes crea las dorsales oceánicas. La combinación de estos procesos recicla continuamente la corteza oceánica nuevamente en el manto. Debido a este proceso de reciclaje, la mayor parte del suelo marino tiene menos de 100 millones de años de edad. La corteza oceánica más antigua se encuentra en el Pacífico Occidental, y tiene una edad estimada de unos 200 millones de años.[100][101] En comparación, la corteza continental más antigua registrada tiene 4030 millones de años de edad.[102] Las 7 placas más grandes son la Pacífica, Norteamericana, Euroasiática, Africana Antártica, Indoaustraliana y Sudamericana. Otras placas notables son la Placa Índica, la Placa Arábiga, la Placa del Caribe, la Placa de Nazca en la costa occidental de América del Sur, y la Placa Escocesa en el sur del Océano Atlántico. La placa de Australia se fusionó con la placa de la India hace entre 50 y 55 millones de años. Las placas con movimiento más rápido son las placas oceánicas, con la Placa de Cocos avanzando a una velocidad de 75 mm/año[103] y la Placa del Pacífico moviéndose 52–69 mm/año. En el otro extremo, la placa con movimiento más lento es la placa eurasiática, que avanza a una velocidad típica de aproximadamente 21 mm/año.[104]

Tierra

112

Superficie El relieve de la Tierra varía enormemente de un lugar a otro. Cerca del 70.8%[105] de la superficie está cubierta por agua, con gran parte de la plataforma continental por debajo del nivel del mar. La superficie sumergida tiene características montañosas, incluyendo un sistema de dorsales oceánicas, así como volcanes submarinos,[71] fosas oceánicas, cañones submarinos, mesetas y llanuras abisales. El restante 29.2% no cubierto por el agua se compone de montañas, desiertos, llanuras, mesetas y otras geomorfologías. La superficie del planeta se moldea a lo largo de períodos de tiempo geológicos, debido a la erosión tectónica. Las características de esta superficie formada o deformada mediante la tectónica de placas están sujetas a una constante erosión a causa de las precipitaciones, los ciclos térmicos y los efectos químicos. La glaciación, la erosión costera, la acumulación de los arrecifes de coral y los grandes impactos de meteoritos[106] también actúan para remodelar el paisaje. La corteza continental se compone de material de menor densidad, como las rocas ígneas, el granito y la andesita. Menos común es el basalto, una densa roca volcánica que es el componente principal de los fondos oceánicos.[107] Las rocas sedimentarias se forman por la acumulación de sedimentos compactados. Casi el 75% de la superficie continental está cubierta por rocas sedimentarias, a pesar de que estas sólo forman un 5% de la corteza.[108] El tercer material rocoso más abundante en la Tierra son las rocas metamórficas, creadas a partir de la transformación de tipos de roca ya existentes mediante altas presiones, altas temperaturas, o ambas. Los minerales de silicato más abundantes en la superficie de la Tierra incluyen el cuarzo, los feldespatos, el anfíbol, la mica, el piroxeno y el olivino.[109] Los minerales de carbonato más comunes son la calcita (que se encuentra en piedra caliza) y la dolomita.[110] La pedosfera es la capa más externa de la Tierra. Está compuesta de tierra y está sujeta a los procesos de formación del suelo. Existe en el encuentro entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. Actualmente el 13.31% del total de la superficie terrestre es tierra cultivable, y sólo el 4.71% soporta cultivos permanentes.[12] Cerca del 40% de la superficie emergida se utiliza actualmente como tierras de cultivo y pastizales, estimándose un total de 1.3×107 km2 para tierras de cultivo y 3.4×107 km2 para tierras de pastoreo.[111] La elevación de la superficie terrestre varía entre el punto más bajo de -418 m en el Mar Muerto a una altitud máxima, estimada en 2005, de 8848 m en la cima del Monte Everest. La altura media de la tierra sobre el nivel del mar es de 840 m.[112] Imágenes satelitales de la Tierra Véase también: Cartografía

El satélite ambiental Envisat de la ESA desarrolló un retrato detallado de la superficie de la Tierra. A través del proyecto GLOBCOVER se desarrolló la creación de un mapa global de la cobertura terrestre con una resolución tres veces superior a la de cualquier otro mapa por satélite hasta aquel momento. Utilizó reflectores radar con antenas de ancho sintéticas, capturando con sus sensores la radiación reflejada.[113]

Planisferio terrestre (composición de fotos satelitales).

La NASA completó un nuevo mapa tridimensional, que es la topografía más precisa del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos transmitidos por el transbordador espacial Endeavour. Los datos analizados corresponden al 80% de la masa terrestre. Cubre los territorios de Australia y Nueva Zelanda con detalles sin precedentes. También incluye más de mil islas de la Polinesia y la Melanesia en el Pacífico sur, así como islas del Índico y el Atlántico. Muchas de esas islas apenas se

Tierra levantan unos metros sobre el nivel del mar y son muy vulnerables a los efectos de las marejadas y tormentas, por lo que su conocimiento ayudará a evitar catástrofes; los datos proporcionados por la misión del Endeavour tendrán una amplia variedad de usos, como la exploración virtual del planeta.[114]

Hidrosfera La abundancia de agua en la superficie de la Tierra es una característica única que distingue al "Planeta Azul" de otros en el Sistema Solar. La hidrosfera de la Tierra está compuesta fundamentalmente por océanos, pero técnicamente incluye todas las superficies de agua en el mundo, incluidos los mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas hasta una profundidad de 2000 m. El lugar más profundo bajo el agua es el Abismo Challenger de la Fosa de las Marianas, en el Océano Pacífico, con una profundidad de -10 911.4 m.[115][116] La masa de los océanos es de Los océanos poseen el mayor volumen de agua en la Tierra. aproximadamente 1.35×1018 toneladas métricas, o aproximadamente 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren un área de 361.84×106 km2 con una profundidad media de 3682.2 m, lo que resulta en un volumen estimado de 1.3324×109 km3.[117] Si se nivelase toda la superficie terrestre, el agua cubriría la superficie del planeta hasta una altura de más de 2.7 km. El área total de la Tierra es de 5.1×108 km2. Para la primera aproximación, la profundidad media sería la relación entre los dos, o de 2.7 km.</ref> Aproximadamente el 97.5% del agua es salada, mientras que el restante 2.5% es agua dulce. La mayor parte del agua dulce, aproximadamente el 68.7%, se encuentra actualmente en estado de hielo.[118] La salinidad media de los océanos es de unos 35 gramos de sal por kilogramo de agua (35 ‰).[119] La mayor parte de esta sal fue liberada por la actividad volcánica, o extraída de las rocas ígneas ya enfriadas.[120] Los océanos son también un reservorio de gases atmosféricos disueltos, siendo estos esenciales para la supervivencia de muchas formas de vida acuática.[121] El agua de los océanos tiene una influencia importante sobre el clima del planeta, actuando como un foco calórico de gran tamaño.[122] Los cambios en la distribución de la temperatura oceánica pueden causar alteraciones climáticas, tales como la Oscilación del Sur, El Niño.[123]

Atmósfera La presión atmosférica media al nivel del mar se sitúa en torno a los 101.325 kPa, con una escala de altura de aproximadamente 8.5 km.[3] Está compuesta principalmente de un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno, con trazas de vapor de agua, dióxido de carbono y otras moléculas gaseosas. La altura de la troposfera varía con la latitud, entre 8 km en los polos y 17 km en el ecuador, con algunas variaciones debido a la climatología y los factores estacionales.[124] La biosfera de la Tierra ha alterado significativamente la atmósfera. La fotosíntesis oxigénica evolucionó hace 2700 millones de años, formando principalmente la atmósfera actual de nitrógeno-oxígeno. Este cambio permitió la proliferación de los organismos aeróbicos, así como la formación de la capa de ozono que bloquea la radiación ultravioleta proveniente del Sol, permitiendo la vida fuera del agua. Otras funciones importantes de la atmósfera para la vida en la Tierra incluyen el transporte de vapor de agua, proporcionar gases útiles, quemar los meteoritos

113

Tierra

114

pequeños antes de que alcancen la superficie, y moderar la temperatura.[125] Este último fenómeno se conoce como el efecto invernadero: trazas de moléculas presentes en la atmósfera capturan la energía térmica emitida desde el suelo, aumentando así la temperatura media. El dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano y el ozono son los principales gases de efecto invernadero de la atmósfera de la Tierra. Sin este efecto de retención del calor, la temperatura superficial media sería de -18 °C y la vida probablemente no existiría.[105] Clima y tiempo atmosférico La atmósfera terrestre no tiene unos límites definidos, haciéndose poco a poco más delgada hasta desvanecerse en el espacio ultraterrestre. Tres cuartas partes de la masa atmosférica están contenidas dentro de los primeros 11 km de la superficie del planeta. Esta capa inferior se llama troposfera. La energía del Sol calienta esta capa y la superficie bajo ésta, causando la expansión del aire. El aire caliente se eleva debido a su menor densidad, siendo sustituido por aire de mayor densidad, es decir, aire más frío. Esto da como resultado la circulación atmosférica que genera el tiempo y el clima a través de la redistribución de la energía térmica.[126]

Imagen satelital de la nubosidad de la Tierra usando el espectroradiómetro de imágenes de media resolución de la NASA.

Las líneas principales de circulación atmosférica las constituyen los vientos alisios en la región ecuatorial por debajo de los 30° de latitud, y los vientos del oeste en latitudes medias entre los 30° y 60°.[127] Las corrientes oceánicas también son factores importantes para determinar el clima, especialmente la circulación termohalina que distribuye la energía térmica de los océanos ecuatoriales a las regiones polares.[128] El vapor de agua generado a través de la evaporación superficial es transportado según los patrones de circulación de la atmósfera. Cuando las condiciones atmosféricas permiten la elevación del aire caliente y húmedo, el agua se condensa y se deposita en la superficie en forma de precipitaciones.[126] La mayor parte del agua es transportada a altitudes más bajas mediante los sistemas fluviales y por lo general regresa a los océanos o es depositada en los lagos. Este ciclo del agua es un mecanismo vital para sustentar la vida en la tierra y es un factor primario de la erosión que modela la superficie terrestre a lo largo de períodos geológicos. Los patrones de precipitación varían enormemente, desde varios metros de agua por año a menos de un milímetro. La circulación atmosférica, las características topológicas y las diferencias de temperatura determinan las precipitaciones medias de cada región.[129] La cantidad de energía solar que llega a la Tierra disminuye al aumentar la latitud. En las latitudes más altas la luz solar incide en la superficie en un ángulo menor, teniendo que atravesar gruesas columnas de atmósfera. Como resultado, la temperatura media anual del aire a nivel del mar se reduce en aproximadamente 0.4 °C por cada grado de latitud alejándose del ecuador.[130] La Tierra puede ser subdividida en franjas latitudinales más o menos homogéneas con un clima específico. Desde el ecuador hasta las regiones polares, se encuentran la zona intertropical (o ecuatorial), el clima subtropical, el clima templado y los climas polares.[131] El clima también puede ser clasificado en función de la temperatura y las precipitaciones, en regiones climáticas caracterizadas por masas de aire bastante uniformes. La metodología de clasificación más usada es la clasificación climática de Köppen (modificada por el estudiante de Wladimir Peter Köppen, Rudolph Geiger), que cuenta con cinco grandes grupos (zonas tropicales húmedas, zonas aridas, zonas húmedas con latitud media, clima continental y frío polar), que se dividen en subtipos más específicos.[127]

Tierra

115

Atmósfera superior Por encima de la troposfera, la atmósfera suele dividir en estratosfera, mesosfera y termosfera.[125] Cada capa tiene un gradiente adiabático diferente, que define la tasa de cambio de la temperatura con respecto a la altura. Más allá de éstas se encuentra la exosfera, que se atenúa hasta penetrar en la magnetosfera, donde los campos magnéticos de la Tierra interactúan con el viento solar.[132] Dentro de la estratosfera se encuentra la capa de ozono; un componente que protege parcialmente la superficie terrestre de la luz ultravioleta, siendo un elemento importante para la vida en la Tierra. La línea de Kármán, definida en los 100 km sobre la superficie de la Tierra, es una definición práctica usada para establecer el límite entre la atmósfera y el espacio.[133]

Desde este punto de vista se observa la Luna parcialmente oscurecida y deformada por la atmósfera de la Tierra. Imagen de la NASA.

La energía térmica hace que algunas de las moléculas en el borde exterior de la atmósfera de la Tierra incrementen su velocidad hasta el punto de poder escapar de la gravedad del planeta. Esto da lugar a una pérdida lenta pero constante de la atmósfera hacia el espacio. Debido a que el hidrógeno no fijado tiene un bajo peso molecular puede alcanzar la velocidad de escape más fácilmente, escapando así al espacio exterior a un ritmo mayor que otros gases.[134] La pérdida de hidrógeno hacia el espacio contribuye a la transformación de la Tierra desde su inicial estado reductor a su actual estado oxidante. La fotosíntesis proporcionó una fuente de oxígeno libre, pero se cree que la pérdida de agentes reductores como el hidrógeno fue una condición previa necesaria para la acumulación generalizada de oxígeno en la atmósfera.[135] Por tanto, la capacidad del hidrógeno para escapar de la atmósfera de la Tierra puede haber influido en la naturaleza de la vida desarrollada en el planeta.[136] En la atmósfera actual, rica en oxígeno, la mayor parte del hidrógeno se convierte en agua antes de tener la oportunidad de escapar. En cambio, la mayor parte de la pérdida de hidrógeno actual proviene de la destrucción del metano en la atmósfera superior.[137]

Campo magnético El campo magnético de la Tierra tiene una forma similar a un dipolo magnético, con los polos actualmente localizados cerca de los polos geográficos del planeta. En el campo magnético del ecuador, la fuerza del campo magnético en la superficie es 3.05 × 10-5T, con un momento magnético dipolar global de 7.91 × 1015 T m3.[138] Según la teoría del dínamo, el campo se genera en el núcleo externo fundido, región donde el calor crea movimientos de convección en materiales conductores, generando corrientes eléctricas. Estas corrientes inducen a su vez el campo magnético de la Tierra. Los movimientos de convección en el núcleo son Esquema de la magnetosfera de la Tierra. Los flujos de viento solar, de izquierda a caóticos; los polos magnéticos se mueven y derecha periódicamente cambian de orientación. Esto da lugar a reversiones geomagnéticas a intervalos de tiempo irregulares, unas pocas veces cada millón de años. La inversión más reciente tuvo lugar hace aproximadamente 700 000 años.[139][140]

Tierra

116

El campo magnético forma la magnetosfera, que desvía las partículas de viento solar. En dirección al sol, el arco de choque entre el viento solar y la magnetosfera se encuentra a unas 13 veces el radio de la Tierra. La colisión entre el campo magnético y el viento solar forma los cinturones de radiación de Van Allen; un par de regiones concéntricas, con forma tórica, formadas por partículas cargadas muy energéticas. Cuando el plasma entra en la atmósfera de la Tierra por los polos magnéticos se crean las auroras polares.[141]

Rotación y órbita Rotación El período de rotación de la Tierra con respecto al Sol, es decir, un día solar, es de alrededor de 86 400 segundos de tiempo solar (86 400.0025 segundos SIU).[142] El día solar de la Tierra es ahora un poco más largo de lo que era durante el siglo XIX debido a la aceleración de marea, los días duran entre 0 y 2 ms SIU más.[143][144]

Dirección de rotación (Acelerado unas 23 000 veces)

El período de rotación de la Tierra en relación a las estrellas fijas, llamado día estelar por el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia (IERS por sus siglas en inglés), es de 86 164.098903691 segundos del tiempo solar medio (UT1), o de 23h 56m 4.098903691s.[9][145] El período de rotación de la Tierra en relación con el equinoccio vernal, mal llamado el día sidéreo, es de 86 164.09053083288 segundos del tiempo solar medio (UT1) (23h 56m 4.09053083288s).[9] Por tanto, el día sidéreo es más corto que el día estelar en torno a 8.4 ms.[146] La longitud del día solar medio en segundos SIU está disponible en el IERS para los períodos 1623-2005[147] y 1962-2005.[148]

Aparte de los meteoros en la atmósfera y de los satélites en órbita baja, el movimiento aparente de los cuerpos celestes vistos desde la Tierra se realiza hacia al oeste, a una velocidad de 15°/h = 15'/min. Para las masas cercanas al ecuador celeste, esto es equivalente a un diámetro aparente del Sol o de la Luna cada dos minutos (desde la superficie del planeta, los tamaños aparentes del Sol y de la Luna son aproximadamente iguales).[149][150]

Órbita La Tierra orbita al Sol a una distancia media de unos 150 millones de kilómetros, completando una órbita cada 365.2564 días solares, o un año sideral. Desde la Tierra, esto genera un movimiento aparente del Sol hacia el este, desplazándose con respecto a las estrellas a un ritmo de alrededor de 1°/día, o un diámetro del Sol o de la Luna cada 12 horas. Debido a este movimiento, en promedio la Tierra tarda 24 horas (un día solar) en completar una rotación completa sobre su eje hasta que el sol regresa al meridiano. La velocidad orbital de la Tierra es de aproximadamente 29.8 km/s (107 000 km/h), que es lo suficientemente rápida como para recorrer el diámetro del planeta (12 742 km) en siete minutos, o la distancia entre la Tierra y la Luna (384 000 km) en cuatro horas.[3]

Ilustración de la galaxia Vía Láctea, mostrando la posición del Sol

La Luna gira con la Tierra en torno a un baricentro común, debido a que este se encuentra dentro de la Tierra, a 4541 km de su centro, el sistema Tierra-Luna no es un planeta doble, la Luna completa un giro cada 27.32 días con respecto a las estrellas de fondo. Cuando se combina con la revolución común del sistema Tierra-Luna alrededor del Sol, el período del mes sinódico, desde una luna nueva a la siguiente, es de 29.53 días. Visto desde el polo norte celeste, el movimiento de la

Tierra

117

Tierra, la Luna y sus rotaciones axiales son todas contrarias a la dirección de las manecillas del reloj (sentido anti-horario). Visto desde un punto de vista situado sobre los polos norte del Sol y la Tierra, la Tierra parecería girar en sentido anti-horario alrededor del sol. Los planos orbitales y axiales no están alineados: El eje de la Tierra está inclinado unos 23.4 grados con respecto a la perpendicular al plano Tierra-Sol, y el plano entre la Tierra y la Luna está inclinado unos 5 grados con respecto al plano Tierra-Sol. Sin esta inclinación, habría un eclipse cada dos semanas, alternando entre los eclipses lunares y eclipses solares.[3][151] La esfera de Hill, o la esfera de influencia gravitatoria, de la Tierra tiene aproximadamente 1.5 Gm (o 1 500 000 kilómetros) de radio.[152][153] Esta es la distancia máxima en la que la influencia gravitatoria de la Tierra es más fuerte que la de los más distantes Sol y resto de planetas. Los objetos deben orbitar la Tierra dentro de este radio, o terminarán atrapados por la perturbación gravitatoria del sol. Desde el año de 1772, se estableció que cuerpos pequeños pueden orbitar de manera estable la misma órbita que un planeta, si esta permanece cerca de un punto triangular de Lagrange (también conocido como «punto troyano») los cuales están situados 60° delante y 60° detrás del planeta en su órbita. La Tierra es el cuarto planeta con un asteroide troyano (2010 TK7) después de Júpiter, Marte y Neptuno de acuerdo a la fecha de su descubrimiento.[154] Este fue difícil de localizar debido al posicionamiento geométrico de la observación, este fue descubierto en el 2010 gracias al telescopio WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) de la NASA, pero fue en abril del 2011 con el telescopio «Canadá-Francia-Hawai» cuando se confirmó su naturaleza troyana,[155] y se estima que su órbita permanezca estable dentro de los próximos 10 000 años.[156] La Tierra, junto con el Sistema Solar, está situada en la galaxia Vía Láctea, orbitando a alrededor de 28 000 años luz del centro de la galaxia. En la actualidad se encuentra unos 20 años luz por encima del plano ecuatorial de la galaxia, en el brazo espiral de Orión.[157]

Estaciones e inclinación axial Debido a la inclinación del eje de la Tierra, la cantidad de luz solar que llega a un punto cualquiera en la superficie varía a lo largo del año. Esto ocasiona los cambios estacionales en el clima, siendo verano en el hemisferio norte ocurre cuando el Polo Norte está apuntando hacia el Sol, e invierno cuando apunta en dirección opuesta. Durante el verano, el día tiene una duración más larga y la luz solar incide más perpendicularmente en la superficie. Durante el invierno, el clima se vuelve más frío y los días más cortos. En la zona del Círculo Polar Ártico se da el caso extremo de no recibir luz solar durante una parte del año; fenómeno conocido como la noche polar. En el hemisferio sur se da la misma situación pero de manera inversa, con la orientación del Polo Sur opuesta a la dirección del Polo Norte. Por convenio astronómico, las cuatro estaciones están determinadas por solsticios (puntos de la órbita en los que el eje de rotación terrestre alcanza la máxima inclinación hacia el Sol —solsticio de verano— o hacia el lado opuesto —solsticio de invierno—) y por equinoccios, cuando la inclinación del eje terrestre es perpendicular al Sol. En el hemisferio norte, el solsticio de invierno se produce alrededor del 21 de diciembre, el solsticio de verano el 21 de junio, el equinoccio de primavera el 20 de marzo y el equinoccio de otoño el 23 de septiembre. En el hemisferio sur la situación se invierte, con el verano y los solsticios de invierno en fechas contrarias a la del hemisferio norte. De igual manera sucede con el equinoccio de primavera y de otoño.[158] La Tierra y la Luna vistas desde Marte, imagen del Mars Reconnaissance Orbiter. Desde el espacio, la Tierra puede verse en fases similares a las fases lunares.

El ángulo de inclinación de la Tierra es relativamente estable durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, la inclinación se somete a nutaciones; un ligero movimiento irregular, con un período de

Tierra

118

18.6 años.[159] La orientación (en lugar del ángulo) del eje de la Tierra también cambia con el tiempo, precesando un círculo completo en cada ciclo de 25 800 años. Esta precesión es la razón de la diferencia entre el año sidéreo y el año tropical. Ambos movimientos son causados por la atracción variante del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra. Desde la perspectiva de la Tierra, los polos también migran unos pocos metros sobre la superficie. Este movimiento polar tiene varios componentes cíclicos, que en conjunto reciben el nombre de movimientos cuasiperiódicos. Además del componente anual de este movimiento, existe otro movimiento con ciclos de 14 meses llamado el bamboleo de Chandler. La velocidad de rotación de la Tierra también varía en un fenómeno conocido como variación de duración del día.[160] En tiempos modernos, el perihelio de la Tierra se produce alrededor del 3 de enero y el afelio alrededor del 4 de julio. Sin embargo, estas fechas cambian con el tiempo debido a la precesión orbital y otros factores, que siguen patrones cíclicos conocidos como ciclos de Milankovitch. La variación de la distancia entre la Tierra y el Sol resulta en un aumento de alrededor del 6.9%[161] de la energía solar que llega a la Tierra en el perihelio en relación con el afelio. Puesto que el hemisferio sur está inclinado hacia el Sol en el momento en que la Tierra alcanza la máxima aproximación al Sol, a lo largo del año el hemisferio sur recibe algo más de energía del Sol que el hemisferio norte. Sin embargo, este efecto es mucho menos importante que el cambio total de energía debido a la inclinación del eje, y la mayor parte de este exceso de energía es absorbido por la superficie oceánica, que se extiende en mayor proporción en el hemisferio sur.[162]

Luna Características Diámetro

3474.8 km

Masa

7.349×1022 kg

Semieje mayor 384 400 km Periodo orbital 27 d 7 h 43.7 m

La Luna es el satélite natural de la Tierra. Es un cuerpo del tipo terrestre relativamente grande: con un diámetro de alrededor de la cuarta parte del de la Tierra, es la luna más grande del Sistema Solar en relación al tamaño de su planeta, a pesar de que Caronte es mayor en relación con el planeta enano Plutón. Los satélites naturales que orbitan los demás planetas se denominan "lunas" en referencia a la Luna de la Tierra. La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna ha dado lugar a su acoplamiento de marea, lo que significa que su período de rotación es idéntico a su periodo de traslación alrededor de la Tierra. Como resultado, siempre presenta la misma cara hacia nuestro planeta. A medida que la Luna orbita la Tierra, diferentes partes de su cara son iluminadas por el Sol, dando lugar a las fases lunares. La parte oscura de la cara está separada de la parte iluminada del terminador solar. Debido a la interacción de las mareas, la Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 38 mm al año. Acumuladas durante millones de años, estas pequeñas modificaciones, así como el alargamiento del día terrestre en alrededor de 23 µs, han producido cambios significativos.[163] Durante el período devónico, por ejemplo, (hace aproximadamente 410 [164] millones de años) un año tenía 400 días, cada uno con una duración de 21.8 horas.[165]

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La Luna puede haber afectado dramáticamente el desarrollo de la vida, moderando el clima del planeta. Evidencias Paleontológicas y simulaciones computarizadas muestran que la inclinación del eje terrestre está estabilizado por las interacciones de marea con la Luna.[168] Algunos teóricos creen que sin esta estabilización frente al momento ejercido por el Sol y los planetas sobre la protuberancia ecuatorial de la Tierra, el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, mostrando cambios caóticos durante millones de años, como parece ser el caso de Marte.[169]

Detalles del sistema Tierra-Luna. Además del radio de cada objeto, se muestra el [166] [167] radio del baricentro entre la Tierra y la Luna. Imágenes e información de la NASA. El eje de la Luna se localiza por la tercera ley de Cassini.

Vista desde la Tierra, la Luna está justo a una distancia que la hace que el tamaño aparente de su disco sea casi idéntico al del sol. El diámetro angular (o ángulo sólido) de estos dos cuerpos coincide porque aunque el diámetro del Sol es unas 400 veces más grande que el de la Luna, también está 400 veces más distante.[150] Esto permite que en la Tierra se produzcan los eclipses solares totales y anulares. La teoría más ampliamente aceptada sobre el origen de la Luna, la teoría del gran impacto, afirma que ésta se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte, llamado Theia, con la Tierra primitiva. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la relativa escasez de hierro y elementos volátiles en la Luna, y el hecho de que su composición sea casi idéntica a la de la corteza terrestre.[170] La Tierra tiene al menos cinco asteroides co-orbitales, incluyendo el 3753 Cruithne y el 2002 AA29.[171][172] A fecha de 2011, existen 931 satélites operativos creados por el hombre orbitando la Tierra.[173]

Representación a escala del tamaño y distancia relativa entre la Tierra y la Luna.

Habitabilidad Un planeta que pueda sostener vida se denomina habitable, incluso aunque en él no se originara vida. La Tierra proporciona las (actualmente entendidas como) condiciones necesarias, tales como el agua líquida, un ambiente que permite el ensamblaje de moléculas orgánicas complejas, y la energía suficiente para mantener un metabolismo.[174] Hay otras características que se cree que también contribuyen a la capacidad del planeta para originar y mantener la vida: la distancia entre la Tierra y el Sol, así como su excentricidad orbital, la velocidad de rotación, la inclinación axial, la historia geológica, la permanencia de la atmósfera, y la protección ofrecida por el campo magnético.[175]

Biosfera Se denomina "biosfera" al conjunto de los diferentes tipos de vida del planeta junto con su entorno físico, modificado por la presencia de los primeros. Generalmente se entiende que la biosfera empezó a evolucionar hace 3500 millones de años. La Tierra es el único lugar donde se sabe que existe vida. La biosfera se divide en una serie de biomas, habitados por plantas y animales esencialmente similares. En tierra, los biomas se separan principalmente por las diferencias en latitud, la altura sobre el nivel del mar y la humedad. Los biomas terrestres situados en los círculos ártico o antártico, en gran altura o en zonas extremadamente áridas son relativamente estériles de vida vegetal y

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animal; la diversidad de especies alcanza su máximo en tierras bajas y húmedas, en latitudes ecuatoriales.[176]

Recursos naturales y uso de la tierra La Tierra proporciona recursos que son explotados por los seres humanos con diversos fines. Algunos de estos son recursos no renovables, tales como los combustibles fósiles, que son difícilmente renovables a corto plazo. De la corteza terrestre se obtienen grandes depósitos de combustibles fósiles, consistentes en carbón, petróleo, gas natural y clatratos de metano. Estos depósitos son utilizados por los seres humanos para la producción de energía, y también como materia prima para la producción de sustancias químicas. Los cuerpos minerales también se han formado en la corteza terrestre a través de distintos procesos de mineralogénesis, como consecuencia de la erosión y de los procesos implicados en la tectónica de placas.[177] Estos cuerpos albergan fuentes concentradas de varios metales y otros elementos útiles. La biosfera de la Tierra produce muchos productos biológicos útiles para los seres humanos, incluyendo (entre muchos otros) alimentos, madera, fármacos, oxígeno, y el reciclaje de muchos residuos orgánicos. El ecosistema terrestre depende de la capa superior del suelo y del agua dulce, y el ecosistema oceánico depende del aporte de nutrientes disueltos desde tierra firme.[178] Los seres humanos también habitan la tierra usando materiales de construcción para construir refugios. Para 1993, el aprovechamiento de la tierra por los humanos era de aproximadamente: Uso de la tierra Tierra cultivable Cultivos permanentes Pastos permanentes Bosques y tierras arboladas Áreas urbanas Otros Porcentaje

[12]

13.13%

[12]

4.71%

26%

32%

1.5%

30%

La cantidad de tierras de regadío en 1993 se estimaban en 2 481 250 km2.[12]

Medio ambiente y riesgos Grandes áreas de la superficie de la Tierra están sujetas a condiciones climáticas extremas, tales como ciclones tropicales, huracanes, o tifones que dominan la vida en esas zonas. Muchos lugares están sujetos a terremotos, deslizamientos, tsunamis, erupciones volcánicas, tornados, dolinas, ventiscas, inundaciones, sequías y otros desastres naturales. Muchas áreas concretas están sujetas a la contaminación causada por el hombre del aire y del agua, a la lluvia ácida, a sustancias tóxicas, a la pérdida de vegetación (sobrepastoreo, deforestación, desertificación), a la pérdida de vida salvaje, la extinción de especies, la degradación del suelo y su agotamiento, a la erosión y a la introducción de especies invasoras. Según las Naciones Unidas, existe un consenso científico que vincula las actividades humanas con el calentamiento global, debido a las emisiones industriales de dióxido de carbono. Se prevé que esto produzca cambios tales como el derretimiento de los glaciares y superficies heladas, temperaturas más extremas, cambios significativos en el clima y un aumento global del nivel del mar.[179]

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Geografía humana Véase también: Mundo

La cartografía —el estudio y práctica de la elaboración de mapas—, y subsidiariamente la geografía, han sido históricamente las disciplinas dedicadas a describir la Tierra. La topografía o determinación de lugares y distancias, y en menor medida la navegación, o determinación de la posición y de la dirección, se han desarrollado junto con la cartografía y la geografía, suministrando y cuantificando la información necesaria. La Tierra tiene aproximadamente 7 000 000 000 de habitantes al mes de octubre de 2011.[180] Las proyecciones indicaban que la población humana mundial llegaría a siete mil millones a principios de 2012, pero esta cifra fue superada a mediados de octubre de 2011[180] y se espera llegar a 9200 millones en 2050.[181] Se piensa que la mayor parte de este crecimiento tendrá lugar en los países en vías de desarrollo. La densidad de población varía mucho en las distintas partes del mundo, pero la mayoría de la población vive en Asia. Está previsto que para el año 2020 el 60% de la población mundial se concentre en áreas urbanas, frente al 40% en áreas rurales.[182] Se estima que sólo una octava parte de la superficie de la Tierra es apta para su ocupación por los seres humanos; tres cuartas partes está cubierta por océanos, y la mitad de la superficie terrestre es: desierto (14%),[183] altas montaña (27%),[184] u otros terrenos menos adecuados. El asentamiento permanente más septentrional del mundo es Alert, en la Isla de Ellesmere en Nunavut, Canadá.[185] (82°28'N). El más meridional es la Base Amundsen-Scott, en la Antártida, casi exactamente en el Polo Sur. (90°S) Naciones soberanas independientes reclaman la totalidad de la superficie de tierra del planeta, a excepción de algunas partes de la Antártida y la zona no reclamada de Bir Tawil entre Egipto y Sudán. En el año 2011 existen 204 Estados soberanos, incluyendo los 192 estados miembros de las Naciones Unidas. Hay también 59 territorios dependientes, y una serie de áreas autónomas, territorios en La Tierra de noche. Imagen compuesta a partir de los datos de iluminación del disputa y otras entidades.[12] DMSP/OLS, representando una imagen simulada del mundo de noche. Esta Históricamente, la Tierra nunca ha tenido un imagen no es fotográfica y muchas características son más brillantes de lo que le parecería a un observador directo. gobierno soberano con autoridad sobre el mundo entero, a pesar de que una serie de estados-nación han intentado dominar el mundo, sin éxito.[186] Las Naciones Unidas es una organización mundial intergubernamental que se creó con el objetivo de intervenir en las disputas entre las naciones, a fin de evitar los conflictos armados.[187] Sin embargo, no es un gobierno mundial. La ONU sirve principalmente como un foro para la diplomacia y el derecho internacional. Cuando el consenso de sus miembros lo permite, proporciona un mecanismo para la intervención armada.[188]

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El primer humano en orbitar la Tierra fue Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961.[189] Hasta el 2004, alrededor de 400 personas visitaron el espacio ultraterrestre y alcanzado la órbita de la Tierra. De estos, doce han caminado sobre la Luna.[190][191][192] En circunstancias normales, los únicos seres humanos en el espacio son los de la Estación Espacial Internacional. La tripulación de la estación, compuesta en la actualidad por seis personas, suele ser reemplazada cada seis meses.[193] Los seres humanos que más se han alejado de la Tierra se distanciaron 400 171 kilómetros, alcanzados en la década de 1970 durante la misión Apolo 13.[194]

Perspectiva cultural La palabra Tierra proviene del latín Tellus o Terra[195] que era equivalente en griego a Gea, nombre asignado a una deidad, al igual que los nombres de los demás planetas del Sistema Solar. El símbolo astronómico estándar de la Tierra consiste en una cruz circunscrita por un círculo.[196] A diferencia de lo sucedido con el resto de los planetas del Sistema Solar, la humanidad no comenzó a ver la Tierra como un objeto en movimiento, en órbita alrededor del Sol, hasta alcanzado el siglo XVI.[197] La Tierra a menudo se ha personificado como una deidad, en particular, una diosa. En muchas culturas la diosa madre también es retratada como una diosa de la fertilidad. En muchas religiones los La primera fotografía hecha por astronautas del mitos sobre la creación recuerdan una historia en la que la Tierra es "amanecer de la Tierra", tomada desde el Apolo creada por una deidad o deidades sobrenaturales. Varios grupos 8. religiosos, a menudo asociados a las ramas fundamentalistas del protestantismo[198] o el Islam,[199] afirman que sus interpretaciones sobre estos mitos de creación, relatados en sus respectivos textos sagrados son la verdad literal, y que deberían ser consideradas junto a los argumentos científicos convencionales de la formación de la Tierra y el desarrollo y origen de la vida, o incluso reemplazarlos.[200] Tales afirmaciones son rechazadas por la comunidad científica[201][202] y otros grupos religiosos.[203][204][205] Un ejemplo destacado es la controversia entre el creacionismo y la Teoría de la evolución. En el pasado hubo varias creencias en una Tierra plana,[206] pero esta creencia fue desplazada por el concepto de una Tierra esférica, debido a la observación y a la circunnavegación.[207] La perspectiva humana acerca de la Tierra ha cambiado tras el comienzo de los vuelos espaciales, y la actualmente la biosfera se interpreta desde una perspectiva global integrada.[208][209] Esto se refleja en el creciente movimiento ecologista, que se preocupa por los efectos que causa la humanidad sobre el planeta.[210]

Día de la Tierra En muchos países se celebra el 22 de abril el Día de la Tierra, con el objetivo de hacer conciencia de las condiciones ambientales del planeta.

Véase también •

Portal:Sistema Solar. Contenido relacionado con Sistema Solar.

• Portal:Ciencias de la Tierra. Contenido relacionado con Ciencias de la Tierra. • Anexo:Datos de los planetas del Sistema Solar • Climas de la Tierra • Edad de la Tierra

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123 Ecuación del tiempo Extremos en la Tierra (récords de temperaturas y altitudes según continentes) Geografía Geología Geología histórica Población mundial Tectónica de placas

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En 2007 se detectó vapor de agua en la atmósfera de un solo planeta extrasolar, y es un gigante gaseoso. Véase: Tinetti, G.; Vidal-Madjar, A.; Liang, M.C.; Beaulieu, J. P.; Yung, Y.; Carey, S.; Barber, R. J.; Tennyson, J.; Ribas, I (July 2007). « Water vapour in the atmosphere of a transiting extrasolar planet (http:/ / www. nature. com/ nature/ journal/ v448/ n7150/ abs/ nature06002. html)» (en inglés). Nature 448 (7150): pp. 169–171. doi: 10.1038/nature06002 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1038/ nature06002). PMID 17625559 (http:/ / www. ncbi. nlm. nih. gov/ pubmed/ 17625559). Bibcode: 2007Natur.448..169T (http:/ / adsabs. harvard. edu/ abs/ 2007Natur. 448. . 169T). . [28] El número de días solares es uno menos que el número de días siderales porque la órbita de la Tierra alrededor del Sol requiere un giro adicional del planeta sobre su eje. [29] Yoder, Charles F. (1995). T. J. Ahrens. ed (en inglés). 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Tierra

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Referencias Enlaces externos •

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Article Sources and Contributors

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