Biodiversidad
La biodiversidad se define como la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluyendo los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemas acuáticos, así como los complejos ecológicos de los que forman parte. Comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas. De ella dependen procesos esenciales como:
- La fotosíntesis
- La formación y el mantenimiento de los suelos
- Los ciclos biogeoquímicos
- Los flujos energéticos
- La polinización y diseminación
- El control de la erosión del suelo
- Determinados fenómenos simbióticos
- El control de poblaciones
- La alimentación humana
- La obtención de productos farmacéuticos
Recursos Naturales
Definición de Recurso y Reserva
Un recurso es cualquier tipo de bien material o energía con el que los seres humanos, de modo directo o indirecto, satisfacemos nuestras necesidades. Una reserva es la parte de un recurso natural cuya cantidad y localización son conocidas.
El Carbón
El carbón es un combustible fósil de alto poder calorífico que procede de la transformación de restos vegetales en ausencia de O2. Los procesos para su formación son:
- Desarrollo de una gran masa vegetal en zonas de fácil inundación.
- Inundación de la zona ocupada por la masa vegetal, enterrando los restos vegetales mezclados y recubiertos por sedimentos como limos y arcillas.
- Transformación de los restos vegetales en un medio reductor por bacterias anaerobias. La lignina y la celulosa se transforman en carbono, CH4 (metano) y CO2 (dióxido de carbono).
Este proceso requiere un rápido enterramiento que evite la putrefacción y un lento y continuo hundimiento que favorece la transformación debido al aumento de presión y temperatura. El CH4 y el CO2 constituyen el grisú, que queda atrapado entre la masa de carbón, ya que los sedimentos arcillosos que cubren los restos vegetales dan lugar a rocas impermeables (pizarras).
Los tipos de carbón que se forman son: antracita, hulla, lignito y turba. Cuanto mayor es su contenido en carbono, mayor es su poder calorífico.
El Petróleo
El petróleo es un líquido oscuro, menos denso que el agua, formado por una mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos, además de otros compuestos a base de nitrógeno (N) y azufre (S) que determinan sus propiedades industriales y su clasificación. Tiene origen orgánico, siendo los restos de plancton marino la materia orgánica a partir de la cual se origina.
Los procesos de formación del petróleo son:
- Acumulación de los restos orgánicos sobre el fondo de una cuenca de sedimentación.
- Mezcla de los restos orgánicos con los sedimentos y posterior recubrimiento por fangos arcillosos o calcáreos, lo que impide la oxidación.
- Enterramiento de los sedimentos con los restos orgánicos, sobre los que actúan bacterias anaerobias.
- Aumento de la presión y la temperatura.
- Migración del petróleo hacia zonas de menor profundidad.
La mezcla de hidrocarburos formada es un fluido que, sometido a presiones, tiende a ascender a través de rocas porosas y fisuras hasta que se encuentra con rocas impermeables y queda atrapado en trampas petrolíferas. Se dice que el petróleo migra desde la roca madre hasta la roca almacén.
Energía Nuclear
La energía nuclear es la energía que se libera en las transformaciones que pueden sufrir los núcleos de algunos átomos. Existen dos mecanismos de producción de energía nuclear:
- Fisión nuclear: Ruptura de un núcleo atómico al ser bombardeado por neutrones. Como resultado, se obtienen dos núcleos atómicos más ligeros, energía y neutrones rápidos que son capaces de producir nuevas fisiones en otros núcleos al incidir sobre ellos.
- Fusión nuclear: Unión de dos núcleos atómicos ligeros para formar un núcleo atómico más pesado, liberando una gran cantidad de energía. Este proceso se produce en el interior de las estrellas.
Ciclo del Carbono
El carbono es incorporado en forma de CO2 por los productores mediante la fotosíntesis. Los consumidores lo incorporan al alimentarse de los productores, y los descomponedores al actuar sobre los cadáveres y los productos de desecho. La respiración devuelve la mayor parte del carbono al medio en forma de CO2. Una parte del carbono queda precipitada en conchas y esqueletos de animales marinos. Otra parte es retenida en la corteza terrestre en forma de caliza y combustibles fósiles, que será liberado a la atmósfera cuando sean quemados.
Los humanos intervenimos en el ciclo del carbono de dos formas:
- Eliminando bosques y vegetación sin replantación suficiente, por lo que se absorbe menos CO2.
- Utilizando combustibles fósiles y mediante la combustión de madera más rápido de lo que puede volver a producirse.
Ciclo del Nitrógeno
La atmósfera contiene un 79% de nitrógeno (N2), pero solo algunas bacterias y cianobacterias pueden aprovecharlo directamente. El proceso de fijación del nitrógeno consiste en combinar el N2 atmosférico con hidrógeno para formar amoniaco (NH3). La acción de los descomponedores sobre los cadáveres y los productos de desecho del metabolismo de productores y consumidores enriquece el suelo en amoniaco (amonificación).
Casi todo el NH3 que llega al suelo se transforma en ion nitrato (NO3–) mediante la nitrificación. Este proceso ocurre en dos etapas:
- Las bacterias Nitrosomonas transforman el NH3 en ion nitrito (NO2–) (nitrosación).
- Las bacterias Nitrobacter transforman el ion nitrito en ion nitrato (nitratación), que constituye la fuente principal de nitrógeno disponible en el suelo para las plantas superiores.
Un proceso perjudicial para la agricultura es la desnitrificación, que es la transformación del ion nitrato en ion nitrito y de este en nitrógeno gaseoso (N2) que pasa al aire.
Los humanos intervenimos en el ciclo del nitrógeno mediante:
- La emisión de óxido nítrico (NO) a la atmósfera al quemar madera o cualquier combustible, que puede reaccionar con el vapor de agua de la atmósfera para formar ácido nítrico (HNO3), un componente de la lluvia ácida.
- La emisión de óxido nitroso (N2O), un gas de efecto invernadero.
- La extracción minera de compuestos con nitrato y amonio.
- El agotamiento de nitrato y amonio por la cosecha de cultivos ricos en nitrógeno.
- La adición excesiva de nitrato y amonio a los ecosistemas acuáticos.
Ciclo del Fósforo
Por efecto de la meteorización química, el fósforo se convierte en ion ortofosfato (PO43-), que es transportado en disolución por las aguas. Una parte permanece en el suelo y otra llega al mar. Las plantas absorben solo el fósforo que está en el suelo en forma de ion fosfato, y de estas toman el fósforo los animales. El fósforo que ha llegado al mar es incorporado en parte por las plantas y animales marinos, y la mayoría precipita. Los cadáveres de los seres vivos se descomponen por la acción de los descomponedores, liberándose así el fósforo. En el fondo del mar hay grandes cantidades de fósforo (trampas de fósforo).
Para abonar los campos hay que explotar yacimientos minerales de fosforitas. También se puede recurrir al guano.
Los humanos intervenimos en el ciclo del fósforo:
- Extrayendo por minería grandes cantidades de rocas que contienen fosfatos para producir fertilizantes inorgánicos, lo que origina la trampa del fósforo.
- Añadiendo exceso de fosfato a los ecosistemas acuáticos, provocando su eutrofización.