Este documento presenta una introducción a las ciencias de la Tierra, con un enfoque en la modelización de sistemas ambientales. Explica que las ciencias de la Tierra son multidisciplinares e incluyen ecología, geología y química. Describe los objetivos de comprender las relaciones en el sistema Tierra y proponer soluciones a problemas ambientales. Además, resume los conceptos clave de sistemas abiertos y cerrados, modelos de caja negra y blanca, y relaciones causales, e ilustra estos conceptos con ej

2. Ciencias de la Tierra
• Ciencia de síntesis, multidisciplinar
2
• Ecología
• Biología
• Química
• Geología
Ciencias de la
Naturaleza
• Economía
• Política
• Ética
• Sociología
Ciencias
Sociales y
Humanidades

3. Objetivos
Entender las relaciones entre los
distintos componentes del sistema
Tierra
Conocer los efectos del medio
ambiente sobre la vida en la Tierra
y sobre nosotros mismos
Proponer y evaluar soluciones para
los problemas medioambientales
que nos afectan
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4. Medio ambiente
“Conjunto de componentes físicos, químicos,
biológicos y sociales capaces de causar efectos
directos o indirectos, en un plazo corto o largo,
sobre los seres vivientes y las actividades
humanas”
Congreso de Estocolmo, 1972
4

5. 5

6. 6

7. 7

8. Enfoque científico
Reduccionismo Holismo
• Divide el objeto de estudio en
sus componentes más simples
y observa su comportamiento.
• Método analítico
• Se centra en el conocimiento
global, ya que trata de estudiar
las relaciones entre las partes
en vez de detenerse en los
detalles.
• Método sintético
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9. Sistema
• Conjunto de elementos en interacción que
guardan estrechas relaciones entre sí
• Se estructuran en subsistemas, y estos, a su vez,
en componentes cada vez más pequeños.
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10. Tipos de sistemas
10
Sistema cerrado Sistema abierto
Solo intercambia
energía con su
entorno
Intercambia
materia y energía
con su entorno
Energía
Materia
Energía
Energía
Energía
Materia

11. Uso de modelos
Un modelo es una representación simplificada de
la realidad, que se elabora para facilitar su
comprensión y estudio, que permiten ver de
forma clara y sencilla las distintas variables y las
relaciones que se establecen entre ellas.
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12. Modelos mentales Modelos verbales
Modelos numéricos
o formales
Modelos
computacionales
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13. Modelización de sistemas
• Establecer el OBJETIVO de la investigación
Formulación del
problema
• Componentes, subsistemas y sus interacciones.
Selección de componentes y variables
Descripción del
sistema
• Establecer las relaciones causales
Estudio de las
relaciones entre las
variables
• Reproduce la realidad y permite predecir su
comportamientoValidación del modelo
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14. Modelos de caja negra y caja blanca
Modelo de caja negra Modelo de caja blanca
• Interesan sólo las entradas y
salidas de materia, energía e
información en el sistema, y
no los elementos e
interacciones que suceden en
el interior.
• Se tienen en cuenta las
entradas y las salidas, así como
las interacciones, las
conexiones interiores y las
relaciones entre los posibles
subsistemas.
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15. Relaciones causales entre los elementos de
un sistema
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• Las relaciones simples se refieren a la influencia
directa de una variable sobre otra. Pueden ser:
▫ Directas o positivas (+)
▫ Inversas o negativas (-)
▫ Encadenadas. Si el nº de relaciones negativas es
par, la relación resultante es positiva, y si es
impar, negativa

16. 16
Relación directa entre variables Relación inversa entre variables
Oleaje
OleajeViento
Viento Radiación
RadiaciónNubosidad
Nubosidad
+
+ ▬
▬

17. Relaciones causales entre los elementos de
un sistema
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• Las relaciones complejas (bucles de
retroalimentación) las acciones de un
elemento sobre otro suponen que, a su vez, éste
actúe sobre el primero. Pueden ser:
▫ Positivas: acción de refuerzo sobre el proceso
inicial.
▫ Negativas: acción reguladora (sistemas
homeostáticos). Se consigue un equilibrio
dinámico.

18. Bucles de retroalimentación
Positivos Negativos
18
Espesor de
suelo fértil
+ ▬
Infiltración
en el suelo
Erosión
▬
+ Radiación solar
en el suelo
▬ +
Evaporación
desde el suelo
Nubosidad
▬
+Temperatura
del suelo
+

19. 19

20. Representaciones de la Tierra
Modelo caja negra Modelo caja blanca
20

21. 21

22. 22

23. Efecto invernadero
Se debe al efecto de una serie de gases
(CO2, metano, N2O, CFCs)
transparentes a la radiación luminosa
pero no a la radiación infrarroja emitida
por la superficie terrestre (calor).
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24. Efecto albedo
El albedo es el porcentaje de luz solar
reflejada. Depende del color y de la
textura de la superficie.
24

25. Nubes
Ejercen una doble acción: incrementan
el albedo e incrementan el efecto
invernadero.
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26. Polvo atmosférico
El aumento de la cantidad de polvo
atmosférico provoca una disminución de
la temperatura, ya que la radiaciones
solares no pueden atravesarlo.
Las erupciones volcánicas provocan un
aumento de temperatura a largo plazo
como consecuencia de las emisiones de
CO2.
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27. Parámetros orbitales
Cambios en la excentricidad, la
inclinación del eje de rotación y la
posición del perihelio provocan
variaciones en la radiación solar
incidente.
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28. Influencia de la biosfera
La fotosíntesis retira CO2 de la
atmósfera, reduciendo el efecto
invernadero.
28

29. La Tierra Prebiótica
Cambios en la Tierra Biótica
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30. La Tierra prebiótica
30
Formación de la
corteza y de la Luna Formación
de la magnetosfera
Formación
de la atmósfera
y la hidrosfera
Origen de
la corteza continentalAtenuación del
bombardeo meteóricoOrigen de la vida

31. La Tierra biótica I
31
Invernadero
del Cámbrico
Primeras
glaciaciones
Atmósfera
oxidante
Oxidación
del hierroCambios en
la química oceánica Almacenamiento
del CO2 en la litosfera

32. La Tierra biótica II
32
Cambio ambiental
antropogénico
Óptimo climático
del Mesozoico
Efecto
invernadero asesino
Atmósfera rica
en oxígeno
Origen
del suelo
Nueva
glaciación

33. Sociedad cazadora-recolectora (Paleolítico)
Sociedad agrícola y ganadera (Neolítico)
Sociedad industrial-tecnológica
33

34. Sociedad cazadora-recolectora
34

35. Sociedad agrícola y ganadera
35

36. Sociedad industrial
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37. 37