Ecología y medio ambiente

Biosfera y sus componentes

Introducción

Hasta el momento hemos revisado los componentes de los ecosistemas y hemos definido sus niveles de organización hasta llegar a la biosfera, que es el conjunto de ecosistemas existentes en la Tierra. Si pensamos en la parte de nuestro planeta donde se desarrolla la vida como un sistema, entonces podemos ver que está compuesto por 3 compartimientos principales:

  1. Atmósfera
  2. Hidrosfera
  3. Litosfera

En conjunto estos tres compartimientos conforman la Biosfera.

Imagen 1. Subsistemas terrestres

Estos compartimientos se encuentran en continua interacción, de tal forma que los cambios en uno de ellos producen cambios en los demás, por esta razón, las problemáticas ambientales exigen del trabajo interdisciplinario para ser comprendidas y proponer alterativas de solución.

Debido a la estrecha relación entre ellos, si deseamos estudiar uno necesitamos conocer y estudiar a los demás; así podremos comprender las redes de relaciones que se establecen. Justo como observaremos en los ciclos biogeoquímicos, donde el carbono pasa de forma gaseosa en la atmósfera (dióxido de carbono) a forma disuelta (ácido carbónico) en la hidrosfera, a formas sólidas (glucosa y roca carbonatada) en la litosfera. Todos los compartimientos están interconectados por el flujo del carbono a través de ellos. Si escogemos otro fenómeno como el movimiento de energía o de agua, podrás ver que también fluye a través de los 3 compartimientos.

En consecuencia, para estudiar a la biosfera requerimos estudiar sus componentes: atmósfera, hidrosfera y litosfera. ¿Comenzamos?

Atmósfera

La atmósfera es la capa más externa de la Tierra, está compuesta por una mezcla de gases donde el nitrógeno es el más abundante (78.1%), le sigue el oxígeno (20.95%) y el resto son trazas de otros gases, como el dióxido de carbono, el ozono, el metano y el vapor de agua. Aunque está conformada por gases, estos se mantienen unidos al planeta como consecuencia de la gravedad terrestre, de otra forma escaparían al espacio y seguramente la vida no se hubiera desarrollado aquí.

La atmósfera tiene varias funciones en el planeta: primero evita que toda la radiación solar penetre al interior de la Tierra, es como un filtro que rechaza la radiación y permite que la vida se desarrolle en el interior del planeta. Para entender esta función, piensa en los bloqueadores solares que se usan para proteger la piel, sirven como una capa protectora que evita que la radiación de alta energía penetre en tu piel y dañe tu ADN, lo cual te provocaría la aparición de cáncer de piel.

Al evitar el ingreso de una gran parte de la radiación solar, la atmósfera regula la temperatura del planeta y protege a todos los organismos vivos de quemaduras. Se compone por diferentes capas, como se aprecia en la siguiente figura:

Imagen 2. Estructura de la atmósfera

La capa más externa es la exosfera y es la que está en contacto con el espacio exterior. En esta zona es donde se encuentran los satélites en órbita.

La siguiente capa es la termosfera o ionosfera, llamada así porque está conformada por átomos cargados eléctricamente, también conocidos como iones. Es esta composición la que le permite conducir electricidad y por lo tanto, refleja las ondas electromagnéticas, permitiendo la transmisión de las ondas de radio. También es la región que favorece la formación de las auroras polares o boreales.

La mesosfera es la capa intermedia, seguida de la estratosfera, que contiene el ozono estratosférico o ‘bueno’ que protege a la Tierra del exceso de rayos ultravioleta del Sol.

La última capa es la troposfera, es la más cercana a la superficie terrestre y es donde habitamos y donde se encuentra el aire que respiramos; aquí se acumulan los contaminantes y viajan los aviones. Contiene aproximadamente el 75% de la masa de gases totales que componen la atmósfera y la temperatura disminuye con la altitud. De hecho, por cada 100 m de incremento en la altitud, la temperatura disminuye aproximadamente 0.65ºC.

La Hidrosfera

Se denomina así a toda la masa de agua contenida en la Tierra, a la que podemos encontrar congelada en los glaciares, en forma líquida en los océanos, lagos y ríos y en forma gaseosa, como vapor de agua, en las nubes. Como puedes ver, el ciclo hidrológico es fundamental para el desarrollo y mantenimiento de la vida en la Tierra.

El agua participa en casi todos los procesos en los ecosistemas. Es un agente de intemperismo que va modelando el paisaje mediante la acción continua de desgaste de las rocas, así las montañas se vuelven suelo en el transcurso de miles a millones de años. Transporta iones en solución y con ello mueve nutrientes entre los ecosistemas, por ejemplo, transporta nutrientes de una zona boscosa ubicada en la cima de una montaña hacia los terrenos agrícolas ubicados en los valles.

El transporte de nutrientes disueltos es también la forma en la que las plantas obtienen los que necesitan, ya que los absorben desde el suelo, disueltos en agua. En los organismos el agua es un constituyente esencial de las células, de hecho, el
75% de tu cuerpo es agua, la encuentras en la sangre, en el sudor, en la orina y en todas las células de tu cuerpo.

En los ecosistemas el agua contribuye a regular la temperatura por su elevada capacidad para guardar energía en sus enlaces químicos; a esta propiedad se le llama capacidad calorífica, y se puede entender como que necesitas aplicar 1000 calorías de energía (en forma de calor) para elevar en 1ºC, 1 kg de agua al nivel del mar. ¡Imagínate cuánta energía invierte la naturaleza para evaporar el agua de los lagos y ríos y formar las nubes!

A pesar de todas estas funciones del agua en los ecosistemas, podemos considerarla como un recurso realmente escaso, dado que aproximadamente el 97% del agua del planeta es salada y se encuentra en los océanos. Del 3% restante, la mayoría se encuentra congelada en los glaciares y el resto es la que podemos utilizar para consumo humano.

Imagen 3. Distribución del agua en el planeta

Litosfera

Es la capa sólida superficial del planeta, es rígida y está formada por la corteza continental (donde están los continentes) y la corteza oceánica. Ambas flotan sobre la astenosfera.

Imagen 4. Estructura de la litosfera

La litosfera está fragmentada en diferentes placas litosféricas o tectónicas:

Imagen 5. Placas tectónicas

La astenosfera es en realidad roca fundida a muy altas presiones y temperaturas, por lo tanto es muy viscosa y presenta movimientos de convección que hacen que las placas tectónicas que se encuentran sobre ellas se desplacen lentamente y choquen unas con otras.

Normalmente una placa se mueve por debajo de la otra, en un proceso llamado subducción, lo que provoca que al emerger la lava por las fracturas y espacios que presentan las capas tectónicas los volcanes se formen y erupcionen. Los choques de las placas provocan también los sismos y la formación de cadenas montañosas.

Imagen 6. Proceso de subducción.

Es este movimiento de las placas tectónicas lo que ha provocado la formación de supercontinentes, como Rodinia y Pangea, en el pasado. Y este movimiento continúa operando, por lo cual la configuración actual de los continentes (Asia, Oceanía, África, Europa, América y Antártida) se altera de forma permanente, lo que seguramente se notará dentro de varios miles o millones de años. El que los continentes se unan o se separen ocasiona cambios en los ecosistemas, porque aísla a las especies y éstas pueden evolucionar por separado, como pasó con los canguros y los koalas, que en libertad solo se encuentran en Australia.

Por otro lado, las erupciones volcánicas emiten partículas a la atmósfera que provocan su enfriamiento al impedir el paso de los rayos solares, y si son significativas pueden llegar a contribuir a fenómenos de glaciaciones que promueven la extinción de muchas especies, como los mamuts en la última glaciación del Cuarternario.

También la litosfera, al ser desgastada por la acción del agua, el viento, la radiación solar y los organismos, da lugar a la formación de suelo y es este suelo una parte fundamental de los ecosistemas, porque es el sustrato que soporta a la vida, tanto vegetal como animal.

Como puedes ver, el planeta es muy dinámico y todos sus componentes están interconectados, por lo tanto, para comprender los alcances de un fenómeno es necesario estudiar las interacciones de ese fenómeno en los diversos compartimientos del planeta, como lo has venido haciendo.

Fuente: Secretaría de Educación Pública. (2016). Ecología y medio ambiente. Ciudad de México.