LA DERIVA CONTINENTAL Y SUS CONSECUENCIAS AMBIENTALES La Tierra ha sufrido muchos cambios desde su origen ori gen hace 4600 millones de años. Hace 225 millones de años todos los continentes estaban unidos, formando lo que se conoce como Pangea, y había un océano universal llamado Panthalassa. La tectónica de placas ha separado los continentes y los ha puesto en la situación actual. El Océano Atlántico se ha ido formando desde hace 200 millones de años. La deriva continental es un proceso sumamente lento, por lo que la posición de los continentes fija el comportamiento del clima durante millones de años. Hay dos aspectos a tener en cuenta. Por una parte, las latitudes en las que se concentra la masa continental: si las masas continentales están situadas en latitudes bajas habrá pocos glaciares continentales y, en general, temperaturas medias menos extremas. Así mismo, si los continentes se hallan muy fragmentados habrá menos continentalidad. Como hemos visto, la Tierra a lo largo de su historia, ha pasado por momentos en que todos los continentes estaban unidos formando un único continente o supercontinente, y otras, como la actual donde se encuentran separados por océanos. Según datos geológicos, se piensa que, en los últimos 2.600 millones de años, en seis ocasiones se han unido los continentes y en otras seis se han fragmentado. El hecho de que los continentes estén o no unidos, ha tenido para la historia de la Tierra una serie de consecuencias ambientales, de manera que ha influido en: el nivel del mar, el clima y la distribución de los seres vivos.
Variaciones en el nivel del mar En la historia de nuestro planeta ha habido épocas en las que el nivel del mar ha estado más alto y otras más bajo. A las subidas del nivel del mar las conocemos como transgresiones y las bajadas, como regresiones. En las variaciones en el nivel del mar influyen varios factores, como el clima, pero también el hecho de que los continentes estén juntos o separados. separados. Las épocas en las que los continentes han estado unidos coinciden con períodos de bajada del nivel del mar (regresiones), ya que al colisionar los continentes entre sí las masas continentales se elevan y por tanto el nivel del mar en la costa desciende. cuando los continentes se empiezan a separar, se forman nuevos océanos, las dorsales oceánicas son muy activas, emiten mucha lava al fondo del océano y por tanto el suelo oceánico sube y también el nivel del mar (transgresiones). a medida que los océanos van creciendo, y las dorsales son cada vez menos activas, el nivel del mar respecto r especto a la costa vuelve a bajar, los l os continentes volverán a unirse y será otra época de regresiones.
Variaciones en el clima Los períodos que en que los continentes han estado unidos coinciden con épocas frías y glaciares, mientras que cuando los continentes han estado separados (como en la actualidad) han sido épocas más cálidas en la historia del planeta.
Las razones de estas variaciones en el clima son varias, entre ellas vamos a ver dos:
Los niveles de dióxido de carbono (CO2): Cuando los continentes colisionan y forman un supercontinente, este se eleva y por tanto el nivel del mar respecto a la costa baja. Al quedar más superficie del continente expuesta a la atmósfera y los agentes externos, este se desgasta más fruto de la meteorización y erosión, llegando gran cantidad de sedimentos transportados por los ríos al fondo del océano. Entre los sedimentos aportados figuran los carbonatos, que se originan a partir de CO2 y calcio disuelto. Esto hace que el fondo del océano atrape parte del CO2 de la atmósfera en forma de carbonatos y por tanto disminuyen los niveles de CO2 atmosférico, es menor el efecto invernadero y el clima se enfría. Cuando los continentes se separan y sube el nivel del mar, aumentan los niveles de CO2, hay mayor efecto invernadero y por tanto la temperatura aumenta.
La formación de cadenas montañosas: Como hemos visto, al colisionar los continentes se originan cadenas montañosas de cientos de metros de altitud. La colisión de varios continentes en uno, originará grandes cadenas montañosas, cuyas cimas estará cubiertas de nieve. Esto aumentará el albedo, es decir, la radiación solar reflejada por la nieve y por el hielo y por tanto se escapará más calor de la superficie y esta se enfría. Este proceso será como un círculo vicioso, ya que, a más frío, más superficie cubierta de hielo y nieve, más radiación solar reflejada y por tanto menos temperatura en la superficie.
La distribución de los seres vivos La distribución actual de los continentes ha condicionado la distribución de los seres vivos, plantas y animales que habitan el planeta. Por ejemplo, la fauna europea es semejante a la norteamericana, ya que estos continentes se separaron más tarde que otros del hemisferio sur. Los periodos, como el actual, donde los continentes han estado separados coinciden con épocas de mayor diversidad biológica, abundan más especies animales y vegetales, debido a que los océanos hacen de barrera y separan poblaciones de seres vivos, que tienen que evolucionar por separado, lo que favorece la aparición de nuevas especies. Un ejemplo lo tenemos en la fauna australiana, donde abundan los mamíferos marsupiales, como el canguro o el koala. Los mamíferos australianos están mucho menos evolucionados que el resto porque Australia se separó muy tempranamente del resto de masas continentales (África, Sudamérica, Antártida; india y Madagascar) y evolucionaron aparte de todos los demás. En las épocas en las que existían un único continente ha habido menor diversidad biológica, al haber menos barreras geográficas que aislaran las poblaciones, lo que permite el cruce entre individuos de poblaciones distintas sin que aparezcan nuevas especies.
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA Es una mezcla de varios gases y aerosoles (partículas sólidas y líquidas en suspensión), forma el sistema ambiental integrado con todos sus componentes. Entre sus variadas funciones mantiene condiciones aptas para la vida. Su composición es sorprendentemente homogénea, resultado de procesos de mezcla, el 50% de la masa está concentrado por debajo de los 5 km. s.n.m. Los gases más abundantes son el N 2 y O2. Entre estos gases principalmente se mencionan:
Nitrógeno (N2): 78 % total del aire. Es un gas que no reacciona con casi ninguna otra sustancia (inerte) y apenas se disuelve en agua. Oxígeno (O2): 21 % del total. Es un gas muy reactivo, se combina con otras sustancias oxidándolas. Permite que los combustibles ardan y se disuelve en agua. Dióxido de carbono (CO2): 0,033 % del total. Producido por la combustión de los combustibles fósiles y la respiración de las plantas. Es soluble en agua. Otros gases presentes son:
Gases nobles: Argón (Ar) 0,93 %; Kriptón (Kr) 0,000114 %; Neón (Ne) 0,00182 %; Helio (He) 0,000524 %. Hidrógeno y metano.
A pesar de estar en bajas cantidades, los gases de invernadero cumplen un rol crucial en la dinámica atmosférica. Entre éstos contamos al CO 2, el metano, los óxidos nitrosos, ozono, halocarbonos, aerosoles, entre otros. Debido a su importancia y el rol que juegan en el cambio climático, se analizan cada uno por separado:
Dióxido de Carbono (CO2) El dióxido de carbono (CO 2) es el más importante de los gases menores, involucrado en un complejo ciclo global. Se libera desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos, vulcanismo y a través de la respiración, procesos de suelos, combustión de compuestos con carbono y la evaporación oceánica. Por otro lado, es disuelto en los océanos y consumido en procesos fotosintéticos. En la actualidad su concentración ya superó las 400 ppmv (partes por millón volumen) y el máximo histórico sigue subiendo año tras año, producto de la acción antropogénica: quema de combustibles fósiles y materia orgánica en general y procesos industriales como la fabricación de cemento.
Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales. Fuentes antrópicas: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de cemento. Sumidero: absorción por las aguas oceánicas, y organismos marinos y terrestres, especialmente bosque, fitoplancton y arrecifes de coral.
Ciclo de vida: entre 50 y 200 años.
Metano Otro gas de invernadero, CH4, el metano es producido principalmente a través de procesos anaeróbicos tales como los cultivos de arroz o la digestión animal. Es destruida en la baja atmósfera por reacción con radical hidroxilo libres (-OH). Como el CO2, sus concentraciones aumentan por acción antropogénica directa e indirecta. Metano en la atmósfera (2009)
Fuentes: naturalmente a través de la descomposición de materia orgánica en condiciones anaeróbicas, también en los sistemas digestivos de termitas y rumiantes. Antropogénicas: a través de cultivos de arroz, quema de biomasa, quema de combustibles fósiles, basureros y el aumento de rumiantes como fuente de carne. Sumidero del Metano: reacción con radicales hidroxilos en la troposfera y con el monóxido de carbono (CO) emitido por acción antropogénica.
En el 2003, unos estudios de las ciénagas del Ártico mostraron un aumento fuerte de emisiones de metano desde 1970, otros estudios posteriores en Siberia confirmaron que estaba sucediendo en toda el área. Aunque los científicos dudaron en establecer conclusiones generales, pero la evidencia se ha acumulado y en la medida que el calentamiento de la atmósfera aumente, para medidos del siglo XXI, la tundra que se descongela será una fuente sustancial de gases de invernadero para la atmósfera
Óxido Nitroso El óxido nitroso (N2O), otro de los gases de efecto invernadero, es producido por procesos biológicos en océanos y suelos, también por procesos antropogénicos que incluyen combustión industrial, gases de escape de vehículos de combustión interna, etc. Es destruido fotoquímicamente en la alta atmósfera.
Niveles de Óxido Nitroso en la atmósfera
Fuentes: producido naturalmente en océanos y bosques lluviosos. Fuentes antropogénicas: producción de nylon y ácido nítrico, prácticas agriculturales, automóviles con convertidores catalíticos de tres vías, quema de biomasa y combustibles. Sumideros de N 2O: reacciones fotolíticas, consumo por los suelos puede ser un sink (sumidero) pequeño, pero no ha sido bien evaluado.
En los últimos 100 mil años las concentraciones de óxido nitroso en la atmósfera raramente han excedido 280ppb (partes por billón), los niveles han crecido desde los 1920 y han llegado a un nuevo máximo de 325ppm en 2012, este aumento es principalmente debido a la agricultura.
Ozono El ozono (O3) en la estratósfera filtra los rayos ultravioletas (UV) dañinos para las estructuras biológicas, es también un gas de efecto invernadero que absorbe de manera muy efectiva la radiación infrarroja. Se forma a través de reacciones fotoquímicas que involucran la radiación solar, una molécula de O2 y un átomo solitario de oxígeno. También puede ser generado por
complejas reacciones fotoquímicas relacionadas con emisiones antropogénicas y constituye un potente contaminante atmosférico en la tropósfera superficial.
Es destruido por procesos fotoquímicos que involucran a radicales hidroxilos, NOx y cloro (Cl, ClO). La concentración es determinada por un fino proceso de balance entre su creación y su destrucción. Se teme su eliminación por agentes que contienen cloro (CFCs), que en las alturas estratosféricas, donde está la capa de ozono, son transformadas en radicales que alteran el fino balance que mantiene esta capa protectora (GCCIP, 1997).
Halocarbonos (productos halocarbonados CFCs) Clorofluorocarbonos (Halocarbonos o CFCs): Compuestos mayormente de origen antrópico, que contienen carbono y halógenos como cloro, bromo, flúor y a veces hidrógeno. Los clorofluorocarbonos (CFCs) comenzaron a producirse en los años 30 para refrigeración. Posteriormente se usaron como propulsores para aerosoles, en la fabricación de espuma, etc. Existen fuentes naturales en las que se producen compuestos relacionados, como los metilhaluros. No existen sumideros para los CFCs en la troposfera y por motivo de su casi inexistente reactividad son transportadas a la estratosfera donde se degradan por acción de los UV, moméntum en el cual liberan átomos libres de cloro que destruyen efectivamente el ozono.
Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e Hidrofluorocarbonos (HFCs): compuestos de origen antrópico que están usandose como sustitutos de los CFCs, sólo considerados como transicionales, pues también tienen efectos de gas invernadero. Estos se degradan en la troposfera por acción de fotodisociación. Por la larga vida que poseen son gases de efecto invernadero miles de veces más potentes que el CO2.
Agua y vapor El vapor de agua es un constituyente vital de la atmósfera, en promedio 1% por volumen, aunque con variaciones significativas en las escalas temporales y espaciales. Por su abundancia es el gas de efecto invernadero de mayor importancia, jugando un rol de vital importancia en el balance energético global de la atmósfera. La extensión real de su efecto se ha debatido bastante. Utilizando datos satelitales de la NASA, los investigadores han estimado de manera más precisa que nunca el efecto invernadero del agua en el aire, validando su rol como un componente crítico del cambio climático.
