Organización y Diversidad de la Biosfera

Autorregulación del Ecosistema

Un ecosistema es un sistema formado por la interacción entre una biocenosis o comunidad y unos factores físicos del medio. A partir de las relaciones tróficas que ligan a la biocenosis, podríamos modelar un sistema autorregulado (es decir, nuestro sistema se regula solo). Un ecosistema modelo es cerrado para la materia, aunque abierto para la energía, siendo capaz de autorregularse y permanecer en equilibrio dinámico a lo largo del tiempo.

Autorregulación de la Población

El número de individuos de una población suele crecer hasta unos límites, manteniéndose más o menos constante. Para que esto ocurra, el número de nacimientos ha de ser igual al número de defunciones. El estado estacionario no suele ser lineal, sino que se trata de un equilibrio dinámico. Los factores que condicionan el tamaño de una población son el potencial biótico y la resistencia ambiental. Dichos factores pueden ser externos o internos a la población:

• Factores externos: bióticos (presencia de depredadores, parásitos que provocan enfermedades) y abióticos (cambios en el clima, escasez de alimentos, catástrofes…).
• Factores internos: el aumento de la densidad de población que afecta negativamente a los hábitos reproductores.

En función de las diferencias en cuanto a los valores del potencial biótico, existen dos estrategias de reproducción:

• R-estrategas: individuos que poseen un potencial biótico muy elevado (elevada TN – Tasa de Natalidad), lo que significa que tienen muchas crías que no reciben cuidados, por lo que quedan abandonadas a su suerte. Son pocas las que sobreviven (elevada TM – Tasa de Mortalidad), aunque el tamaño de la población tiende a ser estacionario.
• K-estrategas: poseen una menor TN, por lo que tienen pocas crías. Sin embargo, la TM es también menor, porque al recibir cuidados la mayoría de ellas consigue alcanzar la edad adulta.

Especies amenazadas: son aquellas cuyo número de individuos se va reduciendo drásticamente hasta alcanzar un número crítico, lo que las pone en peligro de extinción.

Valencia Ecológica: campo o intervalo de tolerancia de una especie respecto a cualquier factor del medio (luz, temperatura, pH…) que actúa como factor limitante. Desde el punto de vista de la valencia ecológica, podemos considerar dos tipos de especies diferentes:

• Euriocas: aquellas poco exigentes. El número máximo de individuos no suele ser muy elevado. Suelen ser R-estrategas que son más generalistas, es decir, más tolerantes a las variaciones de las condiciones del medio, aunque su abundancia sea menor.
• Estenoicas: aquellas que son más exigentes. Representan unos límites de tolerancia estrechos. Cuando se dan las condiciones óptimas, el número de individuos es bastante elevado. Suelen ser K-estrategas, que son más especialistas.

Autorregulación de la Comunidad

Las poblaciones no se encuentran aisladas; constituyen una serie de interacciones que actúan como factores limitantes.

Modelo Depredador-Presa (D-P): El modelo depredador-presa es estabilizador, ya que se basa en esencia en la existencia de un bucle de retroalimentación negativo. La gráfica presenta una serie de fluctuaciones debidas al tiempo de respuesta de las poblaciones. La razón del comportamiento de estas dos poblaciones es fácilmente explicable mediante la teoría de sistemas: en principio, se supone que tanto presas como depredadores crecen sin ningún factor limitante; los encuentros controlan ambas poblaciones a través de su influencia sobre la tasa de natalidad del depredador y la tasa de mortalidad de la presa.

Parasitismo (P-H): El parasitismo es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta beneficiado, y el otro, el hospedante, es perjudicado. Puede haber dos clases de parasitismo: endoparasitismo y ectoparasitismo. En un diagrama, la diferencia con el modelo D-P estriba en que los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedante.

Competencia y Nicho (C): La competencia es una relación entre los individuos de una o más especies que, al utilizar el mismo recurso, no pueden coexistir. Esta relación entre la misma especie se denomina competencia intraespecífica, y la de especies diferentes, competencia interespecífica. En este tipo de competencia, solo vivirán los individuos mejor dotados; la especie mejor adaptada logrará el objetivo deseado, expulsando a las demás.

Nicho ecológico: es el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado por una especie en un ecosistema.

Nicho potencial: es aquel que satisface todas las necesidades de una determinada especie. Es prácticamente imposible de alcanzar en el medio natural; podría conseguirse en condiciones de laboratorio.

Nicho real (o efectivo): es el ocupado por una especie en condiciones naturales. La competencia hace que las especies pierdan parte o la totalidad de su nicho; la ganadora será la que mejor adaptada esté.

Biodiversidad

Biodiversidad: la riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie. Tras la Conferencia de Río de Janeiro en 1992, en el término de biodiversidad se engloban tres conceptos: variedad de especies que hay en la Tierra, diversidad de ecosistemas en nuestro planeta y diversidad genética.

Concepto de Madurez Ecológica

Definimos la madurez ecológica como el estado en el que se encuentra un ecosistema en un momento dado del proceso de sucesión ecológica. Dicho proceso da comienzo en estadios poco maduros, en los que una comunidad sencilla y poco exigente coloniza un territorio sin explotar, y llega hasta los estadios más avanzados y maduros de biocenosis más organizadas.

El último nivel de complejidad recibe el nombre de comunidad clímax, que representa el grado de máxima madurez al que tienden todos los ecosistemas. Los ecosistemas pueden sufrir un proceso inverso a la sucesión, conocido como regresión.

Geosfera y Riesgos Geológicos

Dinámica de la Geosfera

Procesos Geológicos Externos

Tienen lugar en la zona más superficial de la litosfera, sobre la que actúan los diferentes agentes geológicos externos, realizando acciones o procesos geológicos cuyo resultado es el modelado del relieve. La meteorización es la alteración física o química de las rocas debida a la acción de los agentes atmosféricos; se trata de un proceso estático. La erosión es un proceso dinámico por el cual los materiales resultantes de la meteorización son desplazados hasta zonas más deprimidas de la superficie, donde se produce la sedimentación. La acumulación progresiva de sedimentos acaba por producir la litificación de los materiales con su transformación en rocas sedimentarias.

Procesos Geológicos Internos

Los procesos geológicos internos tienen lugar gracias a la energía geotérmica, cuya manifestación es la existencia de un gradiente geotérmico (1º cada 33 m de profundidad) que solo se mantiene durante los primeros kilómetros. Las causas de este aumento de temperatura son el calor residual procedente del interior del planeta y la energía radiactiva liberada por procesos de desintegración nuclear de algunos elementos.

Riesgos Volcánicos

Distribución Geográfica de los Volcanes

La distribución geográfica de los volcanes se circunscribe a los límites de placa y en las dorsales que recorren el centro de muchos océanos (ej. Islandia). También podemos encontrar volcanes en el interior de las placas (ej. islas Hawái). Dichos fenómenos se pueden explicar por tres motivos:

• Presencia de un punto caliente.
• Presencia de fracturas o puntos débiles en la litosfera.
• La teoría de las Islas.

Factores de Riesgo Volcánico

• Exposición: las áreas volcánicas suelen estar superpobladas debido a que los volcanes proporcionan tierras fértiles. La aglomeración de la población es la causa de que el desastre sea mayor de lo esperado.
• Vulnerabilidad: medida con la que se valora la susceptibilidad ante los daños. Depende de la disponibilidad de los medios adecuados.
• Peligrosidad: depende de la magnitud del propio evento. En el caso de los volcanes, la peligrosidad estará en función del tipo de erupción, de su distribución y de su tiempo de retorno. Las manifestaciones volcánicas que condicionan dichos factores son:
  • Los gases: constituyen el motor de las erupciones. Salen al exterior con rapidez y son mayoritariamente vapor de agua, CO2, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y N2.
  • Las coladas de lava: la peligrosidad de las lavas está en función de su viscosidad.
    • Lavas ácidas: muy viscosas, se desplazan lentamente y recorren distancias cortas. Son muy peligrosas porque contienen muchos gases que se liberan con brusquedad.
    • Lavas básicas: son muy fluidas, por lo que se desplazan con mucha rapidez y recorren largas distancias. Su peligrosidad es escasa porque dejan escapar los gases lentamente, originando erupciones poco violentas.
    • Lavas almohadilladas: las más abundantes en la Tierra, se originan en las erupciones submarinas. Su fluidez es extrema y los gases son expulsados fácilmente.
  • Lluvia de piroclastos: los piroclastos son fragmentos lanzados al aire durante las explosiones volcánicas. Originan las lluvias de piroclastos y se diferencian por su tamaño en: cenizas, lapilli y bombas.
  • Explosiones: las explosiones dependen de la viscosidad de las lavas. Las lavas viscosas son más explosivas y peligrosas. Los volcanes se clasifican en dos tipos: efusivo y explosivo, en función de su índice de explosividad. Un mismo volcán puede variar de estilo de una a otra erupción. Independientemente del tipo de lava, si entra agua en la cámara magmática, aumenta la presión del interior y se produce una fuerte explosión denominada freatomagmática.
  • Formación de una nube ardiente: es la manifestación de mayor gravedad. Se origina cuando una columna eruptiva cae bruscamente y en segundos desciende vertiginosamente como una nube de fuego rodante.
  • Formación de un domo volcánico: cuando la viscosidad de las lavas es extrema, en lugar de formarse coladas, estas se depositan en el cráter formando una masa bulbosa que hace de tapón, obstruyendo la salida de lava.
  • Formación de una caldera: tras una gran explosión, la cámara magmática se queda vacía e inestable, por lo que su techo se desploma. Si la caldera se llena de agua, se puede formar un lago.

Predicción y Prevención de Riesgos Volcánicos

• Métodos de predicción: debe conocerse a fondo la historia de cada volcán. Se suelen instalar observatorios en los volcanes en los que se analizan los gases emitidos y una serie de síntomas indicativos denominados precursores volcánicos. Con todos los datos, se elaboran mapas de peligrosidad o mapas de riesgo a partir de los cuales se pueden delimitar las áreas potenciales de la actividad volcánica.
• Métodos de prevención y corrección: las medidas preventivas adecuadas en cada caso están en función del tipo de vulcanismo: desviar las corrientes de lava a lugares deshabitados, instalar sistemas de alarma y planificar los lugares y las normas que hay que seguir, prohibir o restringir las construcciones en lugares de alto riesgo, construir viviendas especiales, etc.

Riesgos Sísmicos

Causas

Los terremotos se producen a consecuencia de los esfuerzos de tensión generados en el desplazamiento de las placas litosféricas. Las rocas sometidas a esfuerzos pueden sufrir deformaciones elásticas hasta un cierto límite, por encima del cual se fracturan, originando una falla y liberando en segundos la energía almacenada en ellas (conocido como la teoría del rebote elástico). El terremoto es la vibración de la Tierra producida por la liberación brusca de la energía elástica almacenada en las rocas. Una parte de la energía es liberada en forma de ondas sísmicas y otra parte en forma de calor. La energía liberada en un terremoto se extiende en ondas a partir del foco o hipocentro, lugar en el que se origina. El epicentro es la zona de la superficie terrestre situada en la misma vertical que el foco.

Parámetros de Medida

• La magnitud de un seísmo: es la energía liberada en él y nos indica el grado de movimiento que ha tenido lugar durante el seísmo. Se valora con la escala de Richter (de 1 a 10 grados) la energía elástica y el factor de peligrosidad.
• La intensidad de un seísmo: Podríamos definirla como su capacidad de destrucción. Se utiliza para cuantificar la vulnerabilidad, es decir, los daños originados por el seísmo, por medio de la Escala de Mercalli.

Métodos de Predicción y Prevención

• Predicción: la predicción de seísmos a corto plazo es un problema a resolver. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los terremotos no se producen al azar, ni en el espacio ni en el tiempo; ocurren con periodicidad casi constante. Se suele recurrir a una serie de indicios previos a los terremotos o precursores sísmicos. Es aconsejable la elaboración de mapas de peligrosidad, mapas de exposición y la localización de las fallas activas, ya que el 95% de los seísmos se localizan en ellas.
• Prevención de los daños originados por los terremotos: para prevenir los daños, se deben seguir las siguientes normas:
  • Medidas estructurales: la seguridad de las edificaciones es de gran importancia. Se priorizan los materiales de construcción más resistentes (como las estructuras de acero) frente a los menos resistentes (como el adobe). Entre estas medidas, se encuentran las normas de construcción sismorresistentes.
  • Medidas no estructurales: ordenación del territorio (para aplicar las restricciones de uso adecuadas a cada caso), protección civil (estrategias destinadas a la protección y el establecimiento del orden), educación para el riesgo y establecimiento de seguros.

Inundaciones

Constituyen el riesgo geológico más destructivo. La urbanización masiva en las áreas susceptibles hace que este proceso natural se convierta en un riesgo. Las causas de las inundaciones son de diversa índole, aunque las podemos dividir en costeras y continentales. Nos centraremos en las segundas, denominadas comúnmente avenidas.

Características de las Avenidas

Se denomina así a las inundaciones ocurridas dentro de los cauces de agua, que pueden ser de dos tipos:

• Torrenciales: originadas por los torrentes, solo llevan agua esporádicamente tras las lluvias torrenciales o en las épocas de deshielo. Tras la caída de una tromba, el agua circula por el canal de desagüe debido a la pendiente, para desembocar en un canal principal de mayor tamaño que recibe el nombre de rambla. Los torrentes de montaña son sobre todo frecuentes en la región de los Pirineos; durante la época de deshielo, el agua circula por ellos alimentando los cauces fluviales.
• Fluviales: originadas por los ríos, corrientes de agua permanentes y encauzadas que circulan por un terreno de menor pendiente.

Predicción de Inundaciones

Las principales medidas son:

• Previsiones meteorológicas: el anuncio de las precipitaciones se hace por adelantado gracias a los datos obtenidos por el satélite Meteosat.
• Diagramas de variación del caudal: la probabilidad de ocurrencia de una inundación es predecible, ya que, al revisar datos históricos, se pueden observar las variaciones del caudal.
• Elaboración de mapas de riesgo: la elaboración de mapas de riesgo a partir de datos históricos es de gran utilidad para delimitar las áreas susceptibles.

Prevención de Inundaciones

Soluciones estructurales:

• Construcción de diques: en ambos lados, a fin de evitar el desbordamiento de las aguas. Esta solución no siempre resulta efectiva, porque al disminuir la anchura se produce un incremento de la velocidad, lo que puede inducir a catástrofes peores.
• Aumento de la capacidad del cauce: se lleva a cabo mediante un ensanchamiento lateral o dragado del fondo, con lo que se reduce la rugosidad y se estabilizan los márgenes.
• Desvío de cauces: medida frecuentemente utilizada en los tramos fluviales que atraviesan ciudades.
• Reforestación y conservación del suelo: resulta ser la medida más efectiva, ya que los bosques retienen agua.
• Medidas de laminación: se llevan a cabo mediante la construcción de un embalse aguas arriba.
• Estaciones de control: situadas en puntos a lo largo del cauce, en las que se instalan pluviómetros que miden las variaciones de altura del agua.

Soluciones no estructurales:

• La ordenación del territorio: existen algunas leyes que limitan determinados usos en las zonas de riesgo. Para la ordenación del territorio, lo primero que hay que hacer es delimitar las zonas susceptibles, gracias a un registro histórico o a los mapas de riesgo.
• Los seguros y ayudas públicas: en nuestro país, según la legislación, los seguros son obligatorios para todas las construcciones que se sitúen dentro de una zona inundable.
• Planes de protección civil: el estudio detallado de las avenidas nos permite establecer un sistema de alerta para la protección de bienes inmuebles y la evacuación de la población.
• Modelos de simulación de avenidas: se hacen con ayuda de un SIG en el que constan diferentes datos del territorio, y sirven para delimitar las zonas afectadas ante una inundación.

Riesgos Geomorfológicos Naturales e Inducidos

En este apartado incluimos todos aquellos riesgos geológicos externos causados por el movimiento del terreno.

Movimientos Gravitacionales de Ladera

Se llaman así a los desplazamientos de los materiales de una ladera a favor de la gravedad. Podemos distinguir los factores condicionantes y los factores desencadenantes que actúan sobre las laderas, originando sus movimientos.

Tipos de Movimientos de Laderas:

• Reptación (o ‘creep’): se llama así al descenso gravitacional lento de los materiales que constituyen la capa más superficial. Es el resultado de la suma de dos movimientos: expansión (elevación del terreno debido a la hidratación) y retracción (caída debido a la gravedad que se produce al deshidratarse y secarse los materiales). Es observable por el arqueamiento de los troncos de los árboles, la forma convexa de la parte inferior del talud y la acumulación de los materiales en las partes más bajas.
• Coladas de Barro: flujo o caída continua de materiales plásticos y viscosos como arcillas, sin que exista un plano de rotura.
• Solifluxión: tipo de flujo similar a las coladas de barro, combinación de dos movimientos (flujo y reptación), constituido por materiales de composición arcillosa, empapados en agua. Ocurre en lugares situados a altas latitudes al deshelarse el terreno; se comporta como un fluido empapado en agua, cayendo por la pendiente.
• Deslizamientos: son movimientos de las rocas ladera abajo, sobre una superficie de rotura. La velocidad de la masa que se mueve hacia abajo es igual en todos los puntos. En este tipo de movimiento actúan tres tipos de fuerzas: la de la gravedad, el rozamiento y la fuerza de cizalla. Los deslizamientos pueden ser de dos tipos:
  • Traslacionales: si la superficie de rotura es paralela a la superficie del talud.
  • Rotacionales (o slump): cuando hay un deslizamiento a favor de una superficie de rotura curva.
• Desprendimientos: caída brusca de bloques o fragmentos rocosos de un talud. Esto está favorecido por la pendiente, el tipo de roca, la presencia de discontinuidades, la meteorización y la alternancia hielo-deshielo.
• Avalanchas: desprendimientos masivos y en seco de arenas o bloques de piedra.

Predicción, prevención y corrección: la predicción espacial es relativamente fácil. Lo primero que hay que hacer es detectar la inestabilidad y sus posibles causas; así se ponen de manifiesto ciertas señales indicadoras, como las formas de erosión, de depósito o anomalías en la forma de ladera. Se deben analizar los factores que pueden potenciar el fenómeno. Con todos esos datos, se pueden realizar mapas de peligrosidad en los que han de señalarse las zonas sometidas a los distintos grados de peligrosidad. Las medidas correctoras son las medidas estructurales que exponemos a continuación:

Subsidencias y Colapsos

Son hundimientos del terreno que pueden ser de origen natural o inducido, y se diferencian en su velocidad:

• Subsidencia: es el hundimiento lento y paulatino del suelo tras la extracción de fluidos o por fenómenos de licuefacción sísmica.
• Colapsos: son derrumbamientos bruscos en vertical resultantes de la disolución de calizas o yesos.
• Karst de calizas y yesos: el término karst se refiere exclusivamente a las calizas, pero pueden agruparse todos aquellos fenómenos de erosión que tengan lugar sobre rocas solubles en agua. Tanto las calizas como los yesos se disuelven en agua, por lo que la escorrentía superficial es escasa y la infiltración elevada. Son visibles los fenómenos de erosión: los lapiaces (canales o arañazos originados por la disolución) y las dolinas (formadas por disolución y debilitamiento de una galería o cueva subterránea). Los embalses construidos en este tipo de terrenos pueden dar lugar a una serie de riesgos (rotura de la presa, formación de túneles, fugas de agua, etc.).

Suelos Expansivos

Este tipo de riesgo se produce cuando los suelos están constituidos por materiales como arcillas, margas o limos. Es un riesgo que hay que tener en cuenta a la hora de realizar las construcciones, ya que esos materiales se hinchan por hidratación y se agrietan durante la retracción en las épocas de sequía. Las causas pueden ser naturales o inducidas por la sobreexplotación de acuíferos. Los métodos de predicción se basan en señales como la presencia de barro pegajoso de color grisáceo, verdoso o rojizo, o la presencia de huellas. Las medidas preventivas no estructurales son la ordenación del territorio y la elaboración de mapas de riesgo. Y entre las de tipo estructural se encuentran la estabilización de suelos mezclándolos con cal, la excavación del terreno antes de construir y el rellenado del hueco con materiales resistentes al hinchamiento, y la cimentación sobre pilotes, entre otras.

Riesgos Mixtos

Erosión y Sedimentación en Zonas Continentales

Dinámica Litoral