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13.4. Factores desencadenantes de desequilibrios en los ecosistemas

Los ecostemas se mantienen estables a lo largo del tiempo porque se autorregulan, aunque también evolucionan y cambian con el paso de los años. Eso no sería ningún problema si no fuera porque el hombre los altera provocando desequilibrios que alteran los ecosistemas.

A continuación veremos algunos de los más importantes:

Practica competencias básicas

El efecto invernadero: ¿realidad o ficción? (PISA)

 

Los seres vivos necesitan energía solar para sobrevivir. La energía que mantiene la vidasobre la Tierra procede del Sol, que al estar muy caliente irradia energía al espacio. Unapequeña proporción de esta energía llega hasta la Tierra.
La atmósfera de laTierra actúa como una capa protectora de la superficie de nuestroplaneta evitando las variaciones de temperatura que existirían en un mundo sin aire.
La mayor parte de la energía irradiada por el Sol pasa a través de la atmósfera de laTierra. La Tierraabsorbe una parte de esta energía y otra parte es reflejada por la superficiede la Tierra. Parte de esta energía reflejada es absorbida por la atmósfera.
Como resultado de todo ello, la temperatura media por encima de la superficie de la Tierraes más alta de lo que lo sería si no existiera atmósfera. La atmósfera de la Tierra funcionacomo un invernadero, de ahí el términoefecto invernadero.
Se dice que el efecto invernadero se ha acentuado durante el siglo XX.
Es un hecho que la temperatura media de la atmósfera ha aumentado. En los periódicos ylas revistas se afirma con frecuencia que la principal causa responsable del aumento de latemperatura en el sigloXXes la emisión de dióxido de carbono.
Un estudiante llamado Andrés se interesa por la posiblerelación entre la temperaturamedia de la atmósfera de la Tierra y la emisión de dióxido de carbono en la Tierra.
En una biblioteca se encuentra los dos gráficos siguientes:
 
A partir de estos dos gráficos, Andrés concluye que es cierto que el aumento de la temperatura media de la atmósfera de la Tierra se debe al aumento de la emisión de dióxido de carbono.

¿Qué se observa en los gráficos que apoye la conclusión de Andrés?

Otra estudiante, Juana, no está de acuerdo con la conclusión de Andrés. Compara los dos gráficos y dice que algunas partes de los gráficos no apoyan dicha conclusión.
Selecciona como un ejemplo una zona de los gráficos que no confirme la conclusión de Andrés. Explica tu respuesta.
Andrés insiste en su conclusión de que el incremento de la temperatura media de la atmósfera de la Tierra se debe al aumento de la emisión de dióxido de carbono.
Pero Juana piensa que su conclusión es prematura. Ella dice: “Antes de aceptar esta conclusión, debes asegurarte de que los otros factores que podrían influir en el efecto invernadero se mantienen constantes.”
Nombra uno de los factores en los que Juana está pensando.

Practica competencias básicas

¿Un riesgo para la salud? (PISA).

Imagina que vives cerca de una gran fábrica de productos químicos que produce fertilizantes para la agricultura. En los últimos años se han dado varios casos de personas de la zona que sufren problemas respiratorios crónicos. Muchas personas de la localidad piensan que estos síntomas son producidos por la emisión de gases tóxicos procedentes de la cercana fábrica de fertilizantes químicos.

Se ha organizado una reunión pública para discutir sobre los peligros potenciales de la fábrica de productos químicos para la salud de los habitantes de la zona. En esta reunión los científicos declararon lo siguiente:

Declaración hecha por los científicos que trabajan para la empresa de productos químicos.
“Hemos hecho un estudio de la toxicidad del suelo en esta zona. En las muestras analizadas no hemos encontrado ningún rastro de productos químicos tóxicos.”
 
Declaración hecha por los científicos que trabajan para la empresa de productos químicos.
“Hemos hecho un estudio de la toxicidad del suelo en esta zona. En las muestras analizadas no hemos encontrado ningún rastro de productos químicos tóxicos.”

 

El propietario de la fábrica de productos químicos utilizó la declaración de los científicos que trabajaban para la empresa para afirmar que “los gases emitidos por la fábrica no constituyen un riesgo para la salud de los habitantes de la zona”.
Da una razón que permita dudar de que la declaración hecha por los científicos que trabajan para la empresa confirme la afirmación del propietario.
Los científicos que trabajan para los ciudadanos preocupados compararon el número de personas con problemas respiratorios crónicos que vivían cerca de la fábrica de productos químicos con el número de casos observados en una zona alejada de la fábrica.
Describe una posible diferencia entre las dos zonas que te haría pensar que la comparación no fue válida.

Practica competencias básicas

Ozono (PISA).

 

 

Lee el siguiente fragmento de un artículo sobre lacapa de ozono.

 

La atmósfera es un océano de aire y un recurso natural imprescindible para mantenerla vida en la Tierra. Desgraciadamente, las actividades humanas basadas en interesesnacionales o personales están dañando de forma considerable a este bien común,reduciendo notablemente la frágil capa de ozono queactúa como un escudo protectorde la vida en la Tierra.
Las moléculas de ozono están formadas por tres átomos de oxígeno, a diferencia delas moléculas de oxígeno que consisten en dos átomos de oxígeno. Las moléculas deozono son muy poco frecuentes: menos de diez por cada millón de moléculas de aire.
Sin embargo, durante miles de millones de años, supresencia en la atmósfera hajugado un papel esencial en la protección de la vida sobre la Tierra. Dependiendo de dónde se localice, el ozono puede proteger o perjudicar la vida en la Tierra. El ozonoen la troposfera (hasta 10 kilómetros por encima dela superficie de la Tierra) esozono “malo” y puede dañar los tejidos pulmonares ylas plantas. Pero alrededor del90 por ciento del ozono que se encuentra en la estratosfera (entre 10 y 40 kilómetrospor encima de la superficie de la Tierra) es ozono“bueno” y juega un papel beneficioso al absorber la peligrosa radiación ultravioleta (UV-B) procedente del Sol.
Sin esta capa beneficiosa de ozono, los seres humanos serían más sensibles a ciertotipo de enfermedades provocadas por la incidencia cada vez mayor de los rayosultravioleta del Sol. En las últimas décadas la cantidad de ozono ha disminuido. En1974 se planteó la hipótesis de que los gases clorofluorocarbonos (CFC) podrían ser la causa de esta disminución. Hasta 1987, la evaluación científica de la relación causa-efecto no era tan suficientemente convincente comopara involucrar a losclorofluorocarbonos. Sin embargo, en septiembre de1987, diplomáticos de todo elmundo se reunieron en Montreal (Canadá) y se pusieron de acuerdo para fijar unoslímites estrictos al uso de los clorofluorocarbonos.

 

En el texto anterior no se menciona cómo se forma el ozono en la atmósfera. De hecho, cada día se forma una cierta cantidad de ozono a la vez que otra cantidad de ozono se destruye. La siguiente tira cómica ilustra el modo en que se forma el ozono.

Tira cómica en la que se ven tres escenas en las que aparecen parejas de átomos de oxígeno que son rotas por el Sol. Estos átomos libres de las parejas rotas se unen a otras parejas para formar grupos de tres átomos de oxígeno, el ozono.
Supón que tienes un tío que intenta entender el significado de esta tira. Sin embargo, no estudió Ciencias en el colegio y no entiende qué trata de explicar el autor de los dibujos. Tu tío sabe que en la atmósfera no hay hombrecillos pero se pregunta qué representan éstos hombrecillos en la tira, qué significan estos extraños símbolos O2 y O3 y qué procesos se describen en la tira. Supón que tu tío sabe:

  • que O es el símbolo del oxígeno, y
  • lo que son los átomos y las moléculas.

Escribe una explicación de la tira cómica para tu familiar.
En tu explicación, utiliza las palabras átomos y moléculas del mismo modo en el que se utilizan en el texto.

El ozono también se forma durante las tormentas eléctricas. Esto produce el olor característico que aparece después de esas tormentas. En el texto, el
autor diferencia entre “ozono malo” y “ozono bueno”.
De acuerdo con el artículo, ¿el ozono que se forma durante las tormentas eléctricas es “ozono malo” u “ozono bueno”?
Escoge la respuesta correcta que va seguida de la explicación correcta según el texto.
¿Ozono malo u ozono bueno?
Explicación:
A. Malo.                     Se forma cuando hace mal tiempo.
B. Malo.                     Se forma en la troposfera.
C. Bueno.                  Se forma en la estratosfera.
D. Bueno.                  Huele bien.
En el texto se dice: “Sin esta capa beneficiosa de ozono, los seres humanos serían más sensibles a cierto tipo de enfermedades provocadas por la incidencia cada vez mayor de los rayos ultravioleta del Sol”.
Nombra una de estas enfermedades específicas.
Al final del texto, se menciona una reunión internacional en Montreal. En esta reunión se discutieron muchas cuestiones sobre la posible reducción de la capa de ozono. Dos de esas cuestiones se presentan en la tabla de abajo.
¿Pueden contestarse las preguntas presentadas en la tabla de abajo mediante una investigación científica?
Señala Sí o No para cada caso.
 
¿Las incertidumbres científicas acerca de la influencia de los CFC en la capa de ozono, deberían ser una razón para que los gobiernos no tomen medidas de actuación? ¿Si o No se pueden contestar mediante una investigación científica?
¿Cuál será la concentración de CFC en la atmósfera en el año 2002 (esta pregunta es antigua) si la liberación de CFC en la atmósfera continúa en la misma proporción que hasta ahora? ¿Sí o no se puede contestar mediante una investigación científica?

Practica competencias básicas

Lluvia ácida (PISA).

 

 

A continuaciónse muestra una foto de las estatuas llamadas Cariátides, que fueronerigidas en la Acrópolis de Atenas hace más de 2.500 años. Las estatuas estánhechas de un tipo de roca llamada mármol. El mármol está compuesto de carbonatode calcio.

 

En 1980, lasestatuas originales fueron trasladadas al interior del museo de laAcrópolis y fueron sustituidas por copias. Las estatuas originales estaban siendocorroídas por la lluvia ácida.
Estatuas corroídas por la lluvia ácida
 

 

La lluvia normal es ligeramente ácida porque ha absorbido algo del dióxido de carbono del aire. La lluvia ácida es más ácida que la lluvia normal porque además ha absorbido gases como óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno.
¿De dónde vienen los óxidos de azufre y los óxidos de nitrógeno que hay en el aire?
El efecto de la lluvia ácida en el mármol puede simularse sumergiendo astillas de mármol en vinagre durante toda una noche. El vinagre y la lluvia ácida tienen prácticamente el mismo nivel de acidez. Cuando se pone una astilla de mármol
en vinagre, se forman burbujas de gas. Puede medirse la masa de la astilla de mármol
seca antes y después del experimento.

Una astilla de mármol tiene una masa de 2,0 gramos antes de ser sumergida en vinagre durante toda una noche. Al día siguiente, la astilla se extrae y se seca.
¿Cuál será la masa de la astilla de mármol seca?
A. Menos de 2,0 gramos.
B. Exactamente 2,0 gramos.
C. Entre 2,0 y 2,4 gramos.
D. Más de 2,4 gramos.
Los alumnos que llevaron a cabo este experimento también pusieron astillas de mármol en agua pura (destilada) durante toda una noche.
Explica por qué los alumnos incluyeron este paso en su experimento.

Practica competencias básicas

Cambio climático (PISA).

 

 

 

Lee este artículo de periódico y contesta a las siguientes preguntas.

 

¿QUÉ ACTIVIDADES HUMANAS CONTRIBUYEN AL CAMBIO CLIMÁTICO?

 

La combustión del carbón, de la gasolina y del gas natural, asícomo la deforestación ydiversas prácticas agrícolas e industriales, están alterando lacomposición de la atmósfera y contribuyendo al cambio climático. Estas actividades humanas han llevado a unaumento de la concentración de partículas y gases de efecto invernadero en la atmósfera. La importancia relativa de los principales causantes delcambio de temperatura sepresenta en la Figura 1. El aumento de las concentraciones de dióxido de carbonoy de metano tiene un efecto de calentamiento. El aumento de lasconcentracionesde partículas da lugar a dos tipos de enfriamientos, llamados de «Partículas» and«Efectos de las partículas en las nubes».

 

Las barras que se extienden desde la línea del centro hacia laderecha indican el efectode calentamiento. Las barras que se extienden desde la línea del centro hacia izquierdaindican el efecto de enfriamiento. Los efectos relativos de las«Partículas» y «Efectos delas partículas sobre las nubes» son bastante dudosos: en cada caso, el efecto posible está dentro del intervalo representado por la barra gris clara.
Utiliza la información de la figura 1 para desarrollar un argumento que apoye la reducción de la emisión de dióxido de carbono por las actividades humanas mencionadas.

Practica competencias básicas

Combustibles fósiles (PISA).

Muchas centrales eléctricas queman combustibles derivados del carbono y emiten dióxido de carbono (CO2). El CO2 emitido a la atmósfera tiene un impacto negativo en el clima del planeta. Los ingenieros han usado diferentes estrategias para reducir la cantidad de CO2 que se emite a la atmósfera.

Una de esas estrategias consiste en quemar biocombustibles en lugar de combustibles fósiles. Mientras que los combustibles fósiles proceden de organismos que murieron hace mucho tiempo, los biocombustibles proceden de plantas que han vivido y han muerto recientemente.

Otra estrategia consiste en atrapar una parte del CO2 emitido por las centrales eléctricas y almacenarlo a cierta profundidad bajo tierra o en el mar. Esta estrategia se llama captura y almacenamiento de carbono.

El uso de biocombustibles no tiene el mismo efecto en los niveles atmosféricos de CO2 que el de combustibles fósiles. ¿Por qué? ¿Cuál de los siguientes enunciados lo explica mejor?

  • Los biocombustibles no emiten CO2 cuando se queman.
  • Las plantas utilizadas para los biocombustibles absorben CO2 de la atmósfera a medida que crecen.
  • Cuando se queman, los biocombustibles toman CO2 de la atmósfera.
  • El CO2 emitido por las centrales eléctricas que utilizan biocombustibles tiene propiedades químicas diferentes al CO2 emitido por centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles.

A pesar de las ventajas de los biocombustibles para el medio ambiente, el uso de los combustibles fósiles sigue siendo muuy común. La siguiente tabla compara la energía y el CO2 generados cuando se queman petróleo y etanol. El petróleo es un combustible fósil, mientras que el etanol es un biocombustible.

Fuente de combustible Energía generada (KJ de energía /g de combusible) Dióxido de carbono emitido (mg de de CO2/KJ de energía producida por el combustible
Petróleo 43,6 78
Etanol 27,3 59

Según la tabla, ¿por qué alguien puede preferir usar petróleo en lugar de etanol, aunque su coste sea el mismo?

Según la tabla, ¿qué ventaja tiene para el medio ambiente el uso de etanol en lugar de petróleo?

La captura y almacenamiento de carbono implica atrapar una parte del CO2 emitido por centrales eléctricas y almacenarlo donde no pueda volver a ser emitido a la atmósfera. Un posible lugar para almacenar el CO2 es el mar, ya que el CO2 se disuelve en el agua.

Los científicos han desarrollado un modelo matemático para calcular el porcentaje de CO2 que sigue almacenado después de bombearlo al mar a tres profundiades diferentes (800 metros, 1500 metros y 3000 metros). El modelo se basa en el supuesto de que el CO2 se bombea al mar en el año 2000. El siguiente gráfico muestra los resultados de este modelo.

Usa los datos del gráfico para explicar de qué manera la profundidad afecta a la eficacia a largo plazo del alamacenamiento de CO2 en el mar.

 

Practica competencias básicas

Las moscas (PISA).

 

Lee la siguiente información y contesta a las preguntas que siguen.
Un granjero estaba trabajando con vacas lecheras en una explotación agropecuaria experimental. La población de moscas en el establo donde vivía el ganado era tan grande que estaba afectando a la salud de los animales.
Así que el granjero roció el establo y el ganado con una solución de insecticida A. El insecticida mató a casi todas las moscas.
Algún tiempo después, sin embargo, el número de moscas volvió a ser grande. El granjero roció de nuevo el establoy el ganado con el insecticida. El resultado fue similar a lo ocurrido la primera vez que los roció. Murió la mayoría de las moscas, pero no todas. De nuevo, en un corto período de tiempo, la población de moscas aumentó y otra vez fue rociada con el insecticida. Esta secuencia de sucesos se repitió cinco veces: entonces fue evidente que el insecticida A era cada vez menos efectivo para matar las moscas.
El granjero observó que se había preparado una gran cantidad de la solución delinsecticida y se había utilizado en todas las rociadas. Por eso, pensó en la posibilidad de que la solución de insecticida se hubiera descompuesto con el tiempo.
Fuente: Teaching About Evolution and the Nature of Science. National
Academy Press,
Washington, DC,
1998, p. 75

La suposición del granjero es que el insecticida se descompone con el tiempo. Explica brevemente cómo se podría comprobar esta suposición.

La suposición del granjero es que el insecticida se descompone con el tiempo. Da dos explicaciones alternativas de por qué «el insecticida A es cada vez menos efectivo»:
Explicación 1: ....................................
Explicación 2: ....................................

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