1. Entender cómo funciona la Tierra: a vueltas con el carbono Emilio Pedrinaci

2. ¿Qué vamos a hacer y cómo lo haremos? Trabajaremos sobre un problema complejo que requiere un enfoque holístico o, como mínimo, interdisciplinar. Intentaremos construir un modelo que nos ayude a entender y ubicar algunos problemas complejos. Lo haremos siguiendo un procedimiento constructivista. Nos ejercitaremos en formular preguntas y plantear problemas. También en evaluar la consistencia de las respuestas. Con todo ello trabajaremos no sólo la competencia científica sino también la de aprender a aprender.

3. El ciclo del carbono, una cuestión de tiempo Formula alguna pregunta que no pueda ser explicada por este ciclo del carbono y, sin embargo, consideres básica para entender el funcionamiento terrestre (o la historia de la Tierra y de la vida).

6. ¿Qué influencia han tenido esas fluctuaciones en el clima?

7. ¿Han estado relacionadas con los períodos Ice-house y Greenhouse?

8. ¿Cómo se pasó de una atmósfera reductora a otra oxidante?

10. ¿ CUÁLES SON LOS PRINCIPALES RESERVORIOS DE CARBONO? ATMÓSFERA (CO2, CH4) BIOSFERA Materia orgánica HIDROSFERA (HCO3- , CO32- , CO2 , H2CO3) SUELO Materia orgánica, CO2

11. ¿CÚANTO CARBONO TIENEN LOS RESERVORIOS? ATMÓSFERA (750 Gt) BIOSFERA (600 Gt) HIDROSFERA (1.000 Gt en nivel superior) (38.000 Gtintermedio y profundo) SUELO (1500 Gt)

12. ¿ QUÉ PROCESOS Y VOLUMEN DE FLUJO HAY ENTRE LOS RESERVORIOS? (Flujos estimados en Gt/año, sin actividad humana) ATMÓSFERA (750 Gt) Fotosíntesis 120Gt Difusión 90-91Gt Respiración 60Gt Difusión 90Gt Meteorización 0,05-0,1 Gt BIOSFERA (600 Gt) HIDROSFERA (1.000 Gt en nivel o. superior) (38.000 Gtintermedio y profundo) Respiración 59- 60Gt SUELO (1500 Gt) Vulcanismo, metamorfismo 0,02- 0,1 Gt Depósito 0,05-0,12 Gt diagénesis 0,01- 0,03 Gt Enterramiento anóxico Oxidación 0,0005Gt Enterramiento anóxico diagénesis

13. ¿ QUÉ ES IMPORTANTE EN EL CICLO LARGO DEL CARBONO? (Flujos estimados en Gt/ millón de años. Los valores pierden resolución a medida que nos alejamos en el tiempo) SISTEMA SUPERFICIAL (42.000 Gt) ATMÓSFERA BIOSFERA SUELO HIDROSFERA Desgasificación: Vulcanismo, metamorfismo 20.000- 100.000 Gt /ma meteorización de silicatos y depósito 40.000- 100.000 Gt/ma “Fotosíntesis geológica” (enterramiento de C orgánico) 400- 2.000 Gt/ma “Respiración geológica” (oxidación de C orgánico en rocas) 100- 500 Gt/ma

15. Meteorización de los silicatos Fuente: Martín-Chivelet, 2010

16. El vulcanismo es mucho más activo durante la ruptura de un supercontinente Fuente: Tarbuck y Lutgens, 2001

17. Cómo explicar el fuerte incremento de CO2 al inicio del Cámbrico y al final del Pérmico Fuente: Martín-Chivelet, 2010

18. Cómo explicar los fuertes descensos del Devónico al Carbonífero y del Cretácico al Cuaternario Fuente: Berner, 2006

19. El sistema es complejo Fuente: Martín-Chivelet, 2010

20. La tectónica de placas cambia el clima Cambia el vulcanismo Modifica el albedo Cambia la circulación oceánica general Modifica climas regionales Fuente: Scotese, 1998

22. Registro instrumental

23. Aire fósil glaciar. Límite 800.000 años

24. Indirectos:

25. Índice de estomas

26. Relación isotópica 13 C/ 12C

27. Modelos de ciclos de Carbono

28. Inserción en modelos paleoclimáticos

29. Volumen de rocas carbonatadas y c. fósiles

31. Correlación con la concentración de oxígeno en la atmósfera

32. Actividad volcánica

34. Teoría (sistema de ideas) Conceptos ModeloRelaciones (Formas de relación entre los conceptos ) (categorías) (representación simplificada) Fenómenos (objetos de percepción) Relación entre teoría, modelo, fenómenos, (Gilbert, Taber y Watts, 2001)

36. Meteorización de silicatos /CO2 atmosférico

37. Vegetación/meteorización silicatos