El concepto de ecosistema es especialmente interesante para comprender el funcionamiento de la naturaleza y multitud de cuestiones ambientales que se tratarán con detalle en próximos capítulos.
Hay que insistir en que la vida humana se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y que su funcionamiento nos afecta totalmente. Es un error considerar que nuestros avances tecnológicos: coches, grandes casas, industria, etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera y el estudio de los ecosistemas, de su estructura y de su funcionamineto, nos demuestra la profundidad de estas relaciones.
Tipos y Distribución de los Ecosistemas
La primera gran división en la que podemos clasificar a los ecosistemas es en:
- acuáticos
- aéreos o terrestres
Esta clasificación obedece a cuál es el medio fluido en el que viven los organismos. Según que medio sea: agua o el aire, cada uno de ellos presenta una serie de particularidades, de ventajas e inconvenientes.
- Medios acuáticos : En los medios acuáticos los problemas principales son el abastecimiento de oxígeno (O2) y la disminución de la luz a medida que aumenta la profundidad (hasta llegar a la falta total de iluminación en las profundidades marinas), y también a una escasez relativa de nutrientes, o de la posibilidad de acceder a ellos. Por otra parte, en estos ecosistemas la influencia del clima es mucho menor, ya que las características propias del agua amortiguan las diferencias de temperatura.
- Medios aéreos o terrestres : En los medios aéreos los principales problemas son la escasez del agua y también la obtención de nutrientes: el aire no es un medio que pueda contener las sustancias necesarias para la vida. Los organismos que habitan los medios aéreos se ven obligados a buscar los nutrientes en el sustrato sólido, en el suelo. Esto hace que se vean ligados al suelo de forma irremediable para la obtención del sustento. Por ello a este tipo de ecosistemas se los puede llamar también terrestres, ya que si bien el medio fluido es el aire, encuentran el alimento en la tierra.
Los ecosistemas terrestres están mucho más condicionados que los acuáticos por los factores climáticos. Por ello podemos dividir las tierras emergidas en una serie de grandes regiones biogeográficas. Éstas son consecuencia no sólo del clima actual, sino también de la historia geológica y de la influencia de las barreras geográficas (sistemas montañosos, mares, desiertos...) que han condicionado la historia evolutiva de las especies. En la actualidad las diferencias entre estas grandes regiones son algo difusas, no sólo por la movilidad de las propias especies, sino también por la intervención humana, que ha instalado y aclimatado especies en áreas que les eran ajenas, provocando a menudo graves perjuicios para la fauna y flora autóctonas.
Dinámica de los Ecosistemas
Como todos los sistemas, los ecosistemas tienen una característica fundamental que los define: la de poseer una organización. Y esta organización se mantiene gracias a los aportes continuos de información que toma del exterior y, muy especialmente, a los procesos de autorregulación que tienen lugar en su interior. Mediante estos procesos el sistema controla el resultado de sus acciones anteriores y regula sus acciones futuras, tomando como referencia la información que tiene de las pasadas.
En estos mecanismos de regulación se basa uno de los modelos básicos en ecología: el modelo de la interacción depredador/ presa, también conocido por el nombre de modelo de Lotka- Volterra. Este modelo explica los mecanismos que hacen que las poblaciones mantengan un número medio de individuos más o menos constante. El modelo se basa en que el número de depredadores aumenta proporcionalmente al aumento del número de depredadores. Evidentemente, esto provocará una disminución del número de presas, lo que conlleva que ya no habrá suficiente alimento para todos los depredadores, y su población, por tanto, disminuirá. Al disminuir la presión de la caza sobre su número, la población de depredadores iniciándose así otra vez el circuito.
De esta manera los ecosistemas se autorregulan y mantienen un equilibrio dinámico, del que no se apartan demasiado. Por esta razón, al estudiar un ecosistema en un momento determinado sabemos que, con toda probabilidad, podrá evolucionar en unas direcciones determinadas, siempre que las influencias exteriores no sean suficientemente fuertes como para desequilibrar el sistema de un modo catastrófico.
Cuanto más complejo es un ecosistema, mayor es la cantidad de información que contiene y, por tanto, menor es su dependencia del medio externo porque es mayor su capacidad de autorregulación.
Con ello se consigue su objetivo principal, que es la persistencia, la capacidad de sobrevivir y perdurar.
Introducción al Funcionamiento del Ecosistema
El flujo químico y de energía sostienen la organización del ecosistema y son los responsables de la individualidad de cada ecosistema. En cada uno de ellos existe un grupo de organismos que interactúan, transforman y transmiten energía y compuestos químicos.
La caracterización lineal del flujo químico y de energía a través de los organismos se denomina cadena trófica o alimentaria. Cada organismo de una cadena trófica se halla desplazado de la fuente energética inicial, el sol, por otro nivel alimentario. El nivel alimentario o trófico de un organismo es su posición respecto a la entrada inicial de energía a través de los productores primarios.
Procesos en el Ecosistema- Flujo de energía
Una de las interacciones más importantes entre los organismos vivos y su ambiente está en la provisión de alimento. Esto implica no sólo el suministro de energía para sobrevivir sino también de materia prima para la producción de los tejidos celulares y, siendo indispensable también para la fabricación de gametos garantizando de esta forma la reproducción y, por ende, la continuidad de las especies. Sobre la tierra, la fuente última de energía para la vida es la radiación solar o luz y ésta es finalmente reirradiada de nuevo al espacio como calor.
Fuente de energía
En el ambiente hay básicamente dos fuentes de energía: autótrofa y heterótrofa. La producción autótrofa de materia orgánica rica en energía se lleva a cabo dentro del ecosistema por las plantas verdes en presencia de luz por vía del proceso de fotosíntesis. También se produce algo de energía en los ecosistemas marinos profundos alrededor de chimeneas hidrotérmicas por bacterias oxidantes de azufre. Las plantas verdes y las bacterias quimiosintéticas se llaman autótrofas. Por el contrario, una fuente de energía heterótrofa es aquella en que la energía química se importa como materia orgánica que se originó de la producción primaria de un autótrofo.
Fotosíntesis
Todas las plantas verdes crean su propio alimento mediante una compleja serie de reacciones químicas impulsadas por la radiación solar. Mucha de la energía solar que incide en la tierra se encuentra en la parte ultravioleta e infrarroja del espectro, la cual no es efectiva para la fotosíntesis. Cerca del 45% de la energía radiante total se encuentra entre la parte visible del espectro (400-700 nm), la cual se absorbe por los pigmentos fotosintéticos.
Cerca del 30% de esta energía disponible se disipa en absorción inactiva, con el restante 70% útil para la formación de intermediarios fotoquímicos que transfieren su energía a la fotosíntesis. Después de unas complicadas transferencias de energía, en las cuales se produce una importante pérdida, sólo el 9 % de la energía del sol puede transformarse en compuestos estables de carbono, oxígeno e hidrógeno (CH2O). Esta energía se convierte en unos 165 g de materia orgánica/m2 día (límite superior de la producción bruta) que debe repartirse en la planta, entre la respiración y la producción neta.
Aunque puede parecer que la eficiencia teórica del 9% sea excesivamente pequeña, la fotosíntesis es uno de los procesos fotoquímicos más eficientes que se conocen. Los organismos fotosintéticos pueden llamarse organismos transformadores al presentar la única forma biológica importante por la cual la vasta energía solar es transformada en energía de enlace químico que mantiene la vida. Por estas razones la producción primaria es un proceso clave en los ecosistemas.
Eficiencia de la FOTOSÍNTESIS
Eficiencia: Con este término se quiere expresar el aprovechamiento real de los flujos de energía por parte de los organismos, agrupados en sus respectivos niveles tróficos. La energía que fluye a lo largo de una pirámide trófica se va reduciendo progresivamente a medida que se acerca a su cúspide. Esto es así porque no todo el alimento consumido (es decir, la parte de biomasa tomada del nivel inferior) se aprovecha totalmente para producir nueva biomasa (o sea para el crecimiento de los organismos y para la reproducción). En cada paso, en cada salto de un nivel trófico a otro, se pierde una determinada cantidad de energía, la cual se disipa mayormente en forma de calor, y no puede ser aprovechada por el ecosistema, sino que se difunde por el medio, desvaneciéndose.
La eficiencia de un nivel trófico sería entonces la medida de la proporción que se aprovecha del alimento que se toma de los niveles inferiores para hacer aumentar la biomasa de ese nivel, comparada con la parte que se pierde y se disipa en el proceso.
En los niveles superiores, por tanto, la energía disponible es más escasa. Estos organismos tienen que aprovechar al máximo lo que toman de los niveles inferiores y por ello son más eficientes. Además, con frecuencia, no se limitan a buscar su alimento en el nivel trófico inmediatamente inferior, sino que lo buscan también en otros niveles situados más abajo, como hacen los omnívoros, el ser humano entre ellos.
Conociendo las fuentes de entrada y salida de energía en el sistema, pueden realizarse estimaciones acerca de la producción máxima posible en la Tierra a partir de la eficiencia máxima potencial de la fotosíntesis (Loomis y Williams 1963). La incidencia máxima de energía solar sobre la superficie del globo puede calcularse en unas 7000 kcal/m2 día y dicho valor puede alcanzarse en latitudes templadas durante el verano, o las zonas tropicales en cualquier día despejado (Szeicz 1968). Este valor, es pues, el limite superior de la entrada de energía en el ecosistema. Mucha de esta energía, sin embargo, se encuentra en la parte ultravioleta o infrarroja del espectro, la cual no es efectiva en la fotosíntesis. Cerca del 45% de la energía radiante total, como se ha mencionado anteriormente, es absorbida por los pigmentos fotosintéticos. Como resultado de esto, podemos determinar, que el 55% de la energía restante queda sin utilizarse.
La mayoría de las hojas verdes absorben la gran parte de energía (cerca del 90%) en la parte visible del espectro y reflejan y transmiten la mayor parte de la luz en la sección ultravioleta e infrarrojo. De las 7000 kcal iniciales, cerca de 2755 kcal pueden invertirse potencialmente en el proceso de la fotosíntesis (Mahler y Cordes 1966). De la energía radiante total que llega a los productores primarios en un día muy claro y soleado, solo el 28% se absorbe de una forma que pueda llegar a formar parte de la energía del ecosistema.
Un máximo teórico del 9% de la energía del sol puede transformarse en compuestos estables de carbono (C), oxígeno (O2) e hidrógeno (H). Estas 635 kcal/m2 día, el límite superior de la producción bruta, se convierte en una masa de unos 165 g de materia orgánica/m2 día que se deberá repartir en la planta, entre la respiración y la producción neta.
Aunque pueda parecer que la eficiencia teórica del 9% y la eficiencia efectiva de un 4,5% sean excesivamente pequeñas, la fotosíntesis es uno de los procesos fotoquímicos mas eficientes que se conocen (Price 1970).
PRODUCCIÓN
Biomasa
Es la cantidad total de materia viviente que hay en un nivel o ecosistema delimitado. Es usual referirnos a ella en términos de peso total de un nivel trófico concreto, expresado en gramos por metro cuadrado de superficie (o metro cúbico de volumen, como por ejemplo en un ecosistema marino). Muy a menudo se dan los datos refiriéndonos solamente al peso del elemento carbono (componente básico de toda la materia orgánica).
Producción
Es la cantidad de nueva biomasa que se produce en un determinado tiempo. Dentro de la producción se incluyen tanto la nueva materia orgánica que aparece por el crecimiento de los seres vivos que ya existían, como la que aparece por el nacimiento de otros nuevos.
La energía que necesita un nivel trófico cualquiera en un ecosistema ha de tomarla necesariamente del nivel trófico inferior. Cabe preguntarse: ¿Cuánta energía pueden tomar los seres vivos (de un nivel trófico determinado) de los que les preceden en la pirámide alimentaria, sin agotarlos, sin extinguirlos? La respuesta está ligada a uno de los dos conceptos que acabamos de explicar, el de producción: la cantidad de biomasa que un nivel trófico superior puede tomar de otro inferior no puede ser mayor que la producción del nivel inferior. Es decir, que para no explotar hasta la extinción los niveles inferiores, se ha de limitar la cantidad de biomasa que se retira de ellos con respecto al tamaño de su producción. La producción representa la cantidad total máxima de energía que puede pasar de un nivel a otro sin perjudicar el funcionamiento del nivel precedente.
Producción primaria
Los productores primarios son organismos que actúan de entrada de la energía en los ecosistemas, transformando la energía radiante en energía química. Aunque algunas bacterias pueden cursar esta transformación de energía, en términos globales de flujo energético, son relativamente insignificantes. Indiscutiblemente las plantas verdes constituyen los principales productores primarios, tanto en los ecosistemas acuáticos como terrestres, usando la energía solar para transformar el agua y el dióxido de carbono pueden transformarse posteriormente en moléculas más complicadas, como proteínas y lípidos. Todos los demás organismos de un ecosistema son mantenidos por esta entrada de energía.
Los dos grandes grupos de organismos que dependen de los productores primarios son los consumidores y los descomponedores. Los consumidores son organismos que obtienen sus necesidades energéticas y nutricias consumiendo otros organismos vivos. Los descomponedores son organismos que satisfacen estas necesidades utilizando organismos en descomposición.
La entrada de energía en los animales y algunos microorganismos se denomina, por lo común, producción secundaria.
Producción primaria terrestre
La temperatura y la pluviosidad son dos variables climáticas que pueden considerarse de gran importancia como determinantes, a un nivel muy general, de la producción primaria terrestre. Lieth (1973) ha examinado las relaciones entre los dos factores y la información que se posee sobre producción neta. Aunque resulta un trabajo muy instructivo como base de investigación, este tipo de cálculos esta lleno de suposiciones y datos posiblemente erróneos. Por ejemplo, la precipitación no es un factor ambiental que influya directamente en el crecimiento vegetal. La efectividad de la precipitación como promotora del crecimiento vegetal depende de su estado físico (lluvia, nieve), su intensidad, así como del relieve como regulador de la escorrentía y de las propiedades físicas del suelo que influyen en la disponibilidad del agua.
El microclima puede diferir considerablemente del clima regional y tales diferencias son significativas para la producción de las plantas.
Producción primaria acuática
Dos diferencias entre los hábitats terrestre y acuático van a influir en nuestro planteamiento sobre la producción primaria acuática. Primero, la transparencia del agua es mucho menor que la del aire y entonces las intensidades de luz son mucho menores en los sistemas acuáticos. Segundo, las fuentes de nutrientes disponibles y lugares donde pueden ser utilizados para el crecimiento vegetal tienden a estar más separados en el tiempo y en el espacio de los sistemas acuáticos.
Los nutrientes inorgánicos se derivan inicialmente de la meteorización de las partículas de roca. Estos nutrientes, además, se reciclan en los ecosistemas gracias a la descomposición de la materia orgánica.
En los ecosistemas terrestres la meterorización y descomposición se localizan principalmente en las capas superiores del suelo. Desde el punto de vista de la nutrición de las plantas esta organización espacial es idónea. Las raíces de las plantas se concentran en las capas superiores del suelo y pueden utilizar los nutrientes que existen allí. Los nutrientes no utilizados serán lavados y transportados hacia abajo, siendo utilizados por otras raíces. En consecuencia, se produce una situación espacial favorable para mantener en general la producción primaria.
En los medios acuáticos y particularmente en los océanos, abarcando casi el 90% de la superficie acuática, las zonas de utilización de nutrientes y de descomposición están aisladas generalmente en el espacio. Los organismos muertos en el océano no se hunden en una zona donde podrían ser utilizados por las plantas de forma bastante rápida después de su descomposición; en su lugar caen a las profundidades del océano donde no hay suficiente luz para la fotosíntesis. El flujo de agua es un factor muy importante que influye en el movimiento de los nutrientes desde el lugar de descomposición hasta los lugares de utilización.
La producción primaria de los ecosistemas acuáticos esta influida por los mismos ciclos anuales y diarios de la luz solar que inciden también en la producción primaria terrestre. En los océanos polares, por ejemplo, la producción esta concentrada en 2 o 4 meses de los 12, y se debe únicamente a la posición del sol.
La intensidad de la luz en ecosistemas acuáticos también disminuye con la profundidad. Esta extinción de la intensidad de luz está influida por la cantidad de materia particulada en el agua y por la densidad de fitoplancton.
La fotosíntesis, en la mayoría de los hábitats acuáticos debe situarse cerca de la superficie. Pero esto hace que se encuentre lejos de las fuentes de nutrientes. Estos nutrientes inorgánicos necesarios para el crecimiento de las plantas a menudo se agotan en la superficie del agua, especialmente en los momentos de máxima producción primaria. Numerosos son los experimentos que han demostrado que el enriquecimiento del agua añadiendo nutrientes puede estimular la producción primaria.
Muchos ecosistemas acuáticos pueden presentar ciclos anuales característicos en la biomasa del fitoplancton y en la concentración de nutrientes disueltos en el agua. Durante el invierno, cuando la temperatura y la luz son factores limitantes importantes, los iones inorgánicos llegan a alcanzar concentraciones relativamente altas. Durante la primavera, a medida que van progresando la temperatura y la intensidad de luz, la biomasa de algas aumenta y los nutrientes empiezan a escasear. Y en verano, las concentraciones de nutrientes pueden alcanzar valores tan pequeños que sean indetectables.
Producción secundaria
El segundo eslabón corresponde a animales herbívoros. Por ser los primeros animales que se alimentan en la cadena, se denominan consumidores primarios.
El tercer eslabón corresponde a animales carnívoros. Como es el primer organismo que se alimenta de carne, se llama carnívoro de primer orden; y como es el segundo animal en la cadena, se le denomina consumidor de segundo orden.
De esta manera continúan clasificándose los distintos eslabones de la cadena.
Para finalizar la cadena y asegurar el flujo de la materia y energía, existe un eslabón muy importante: los descomponedores.
Trama alimentaria
La cadena alimentaria es una representación, pero en la naturaleza puede determinarse la existencia de redes de cadenas que se entrecruzan, formando, de este modo, tramas alimentarias.
A partir de este ejemplo, puede deducirse que la interacción es compleja, y se observa que un mismo individuo puede utilizarse como alimento de varios animales. Esta trama puede denominarse como cerrada debido a la acción de los descomponedores.
Es importante aclarar que los distintos animales tienen una gama de alimentos, pero si existen en cantidades suficientes, se alimentaran de aquel animal que es de predilección.
En toda cadena alimenticia va traspasando materia y energía de un nivel a otro disminuyendo esta ultima en cada nivel de la misma.
La energía traspasada disminuye también debido al porcentaje considerable que se transforma en calor.
Elementos químicos en el ecosistema.
Los seres vivos están formados por elementos químicos, fundamentalmente por oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno que, en conjunto, suponen más del 95% de peso de los seres vivos. El resto es fósforo (P), azufre (S), calcio (Ca), potasio (K), y un largo etcétera de elementos presentes en cantidades muy pequeñas, aunque algunos de ellos muy importantes para el metabolismo.
Estos elementos también se encuentran en la naturaleza no viva, acumulados en depósitos. Así, en la atmósfera hay O2, N2 y CO2. En el suelo H2O, nitratos, fosfatos y otras sales. En las rocas fosfatos, carbonatos, etc.
Transferencia cíclica de los elementos
Algunos seres vivos son capaces de captarlos de los depósitos inertes en los que se acumulan. Después van transfiriéndose en las cadenas tróficas de unos seres vivos a otros, siendo sometidos a procesos químicos que los van situando en distintas moléculas.
Así, por ejemplo, el N es absorbido del suelo por las raíces de las plantas en forma de nitrato; en el metabolismo de las plantas pasa a formar parte de proteínas y ácidos nucleicos (químicamente hablando ha sufrido una reducción); los animales tienen el N en forma de proteínas y ácidos nucleicos, pero lo eliminan en forma de amoniaco, urea o ácido úrico en la orina. El ciclo lo cierran bacterias del suelo que oxidan el amoniaco a nitratos. Por otros procesos el N puede ser tomado del aire por algunas bacterias que lo acaban dejando en forma de nitratos o también puede ser convertido a N2 gas por otras bacterias que lo devuelven a la atmósfera.
Los ciclos de los elementos mantienen una estrecha relación con el flujo de energía en el ecosistema, ya que la energía utilizable por los organismos es la que se encuentra en enlaces químicos uniendo los elementos para formar las moléculas.
Flujo de Materia- Ciclos Biogeoquímicos
La energía sigue un curso unidireccional a través del ecosistema, pero muchas sustancias ciclan una y otra vez por medio del sistema. Tales materiales incluyen agua (H2O), nitrógeno (N2), carbono (CO), fósforo (P), potasio (K), azufre (S), magnesio (Mg), calcio (Ca), sodio (Na), cloro (Cl) y también algunos otros metales, como el hierro (Fe) y el cobalto, que son necesarios para los organismos vivos, aunque en pequeñas cantidades.
Los movimientos de las sustancias inorgánicas constituyen lo que se denominan ciclos biogeoquímicos, debido a que abarcan elementos constitutivos del ecosistema que pueden ser objeto de estudio tanto de Geología como de la Biología. Las divisiones del entorno geológico son:
- la atmósfera
- la corteza sólida de la tierra
- los océanos, lagos y ríos
Los componentes biológicos de los ciclos biogeoquímicos incluyen los productores, consumidores y detritívoros (tanto los carroñeros, como los descomponedores). Como resultado del trabajo metabólico de los descomponedores, se liberan sustancias inorgánicas de los compuestos orgánicos y retornando de esta manera al suelo o al agua. Desde allí, los materiales inorgánicos pasan nuevamente a los tejidos de los productores, donde prosiguen hacia los consumidores y luego a los detritívoros, a partir de los cuales retornan nuevamente a los productores, iniciándose de esta manera el ciclo.
Ciclo del Carbono
El carbono es elemento básico en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí.
La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.
La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles.
Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el O2 o el N2, porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 que necesitan para formar sus conchas, caparazones o masas rocosas en el caso de los arrecifes. Cuando estos organismos mueren sus caparazones se depositan en el fondo formando rocas sedimentarias calizas en el que el C queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este C volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas.
El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así apareció el O2 en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. Como veremos el ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo de preocupación respecto al nivel de efecto invernadero (ver Anexo) que puede estar provocando, con el cambio climático.
Ciclo del Agua
El agua es un importantísimo componente de los seres vivos y es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas. Los elementos afectados por su ciclo son el H y el O de forma directa, pero la misma molécula de agua es vital para los seres vivos y otras sustancias que van disueltas también lo son.
La marcha general del ciclo del agua es muy conocida :
El agua permanece en constante movimiento. El vapor de agua de la atmósfera se condensa y cae sobre continentes y océanos en forma de lluvia o nieve. El agua que cae en los continentes va descendiendo de las montañas en ríos, o se infiltra en el terreno acumulándose en forma de aguas subterráneas. Gran parte de las aguas continentales acaban en los océanos, o son evaporadas o transpiradas por las plantas volviendo de nuevo de nuevo a la atmósfera. También de los mares y océanos está evaporándose agua constantemente. La energía del sol mantiene este ciclo en funcionamiento continuo.
Al año se evaporan 500 000 km3 de agua, lo que da un valor medio de 980 l/m2 o mm. Es decir es como si una capa de 980 mm (casi un metro) de agua que recubriera toda la Tierra se evaporara a lo largo del año. Como en la atmósfera permanecen constantemente sólo 12 000 km3, quiere decir que la misma cantidad de 500 000 km3 que se ha evaporado vuelve a caer en forma de precipitaciones a lo largo del año. Aunque la media, tanto de la evaporación como de la precipitación sea de 980 mm, la distribución es irregular, especialmente en los continentes. En los desiertos llueve menos de 200 mm y en algunas zonas de montaña llueve 6000 mm o más.
El tiempo medio que una molécula de agua permanece en los distintos tramos del ciclo es:
| en la atmósfera | 9-10 días |
| en los ríos | 12-20 días |
| en lagos | 1-100 años |
| en acuíferos subterráneos | 300 años |
| en océanos | 3 000 años |
Como es lógico estos tiempos medios de permanencia van a tener una gran influencia en la persistencia de la contaminación en los ecosistemas acuáticos. Si se contamina un río, al cabo de pocos días o semanas puede quedar limpio, por el propio arrastre de los contaminantes hacia el mar, en donde se diluirán en grandes cantidades de agua. Pero si se contamina un acuífero subterráneo el problema persistirá durante decenas o cientos de años.
En la disponibilidad de agua en el ecosistema influyen factores que pueden pasar desapercibidos en un primer momento. Así, por ejemplo, en las zonas continentales que se encuentran alejadas del mar, las precipitaciones dependen, sobre todo, del agua que se evapora en el interior del mismo continente. Esto hace que en zonas de clima cálido se pueda producir fácilmente desertización si disminuye la cantidad de agua disponible para la evaporación, cuando se canalizan excesivamente los ríos o, en general, se aumenta la velocidad de salida del agua de la cuenca. Este fenómeno también tiene influencia en las zonas selváticas, cuando se talan los árboles, porque se pierde capacidad de evapotranspiración (los árboles con su transpiración envían una gran cantidad de agua a la atmósfera).
Ciclo del Oxígeno
El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como molécula, en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la actividad fotosintética de primitivos organismos. Al principio debió ser una sustancia tóxica para la vida, por su gran poder oxidante. Todavía ahora, una atmósfera de oxígeno puro produce daños irreparables en las células. Pero el metabolismo celular se adaptó a usar la molécula de oxígeno como agente oxidante de los alimentos abriendo así una nueva vía de obtención de energía mucho más eficiente que la anaeróbica.
La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la atmósfera. Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2
Ciclo del Fósforo
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo.
Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces a tierra.
Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización.
Ciclo del Nitrógeno
Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo.
Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (exceptuando algunas bacterias).
Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas.
El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al consumir plantas o a otros animales.
En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias.
Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.
Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera.
A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que escasean y que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas. Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano o el nitrato de Chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco por el proceso Haber fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes cantidades en la agricultura. Como veremos su mal uso produce, a veces, problemas de contaminación en las aguas: la eutrofización.
Ciclo del Azufre
Es menos importante que los otros elementos que hemos visto, pero imprescindible porque forma parte de las proteínas.
Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en pequeñas cantidades. La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos (ver Anexo) a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.
Ciclo del Carbono
Cambio climático
Clima es variable
A lo largo de los 4.600 millones de años de historia de la Tierra las fluctuaciones climáticas han sido muy grandes. En algunas épocas el clima ha sido cálido y en otras frío y, a veces, se ha pasado bruscamente de unas situaciones a otras. Así, por ejemplo:
- Algunas épocas de la Era Mesozoica (225 - 65 millones años BP) han sido de las más cálidas de las que tenemos constancia fiable. En ellas la temperatura media de la Tierra era unos 5ºC más alta que la actual.
- En los relativamente recientes últimos 1,8 millones de años, ha habido varias extensas glaciaciones alternándose con épocas de clima más benigno, similar al actual. A estas épocas se les llama interglaciaciones. La diferencia de temperaturas medias de la Tierra entre una época glacial y otra como la actual es de sólo unos 5 ºC o 6ºC . Diferencias tan pequeñas en la temperatura media del planeta son suficientes para pasar de un clima con grandes casquetes glaciares extendidos por toda la Tierra a otra como la actual. Así se entiende que modificaciones relativamente pequeñas en la atmósfera, que cambiaran la temperatura media unos 2ºC o 3ºC podrían originar transformaciones importantes y rápidas en el clima y afectar de forma muy importante a la Tierra y a nuestro sistema de vida.
Dentro de un invernadero la temperatura es más alta que en el exterior porque entra más energía de la que sale, por la misma estructura del habitáculo, sin necesidad de que empleemos calefacción para calentarlo.
En el conjunto de la Tierra de produce un efecto natural similar de retención del calor gracias a algunos gases atmosféricos. La temperatura media en la Tierra es de unos 15ºC y si la atmósfera no existiera sería de unos -18ºC. Se le llama efecto invernadero por similitud, porque en realidad la acción física por la que se produce es totalmente distinta a la que sucede en el invernadero de plantas.
| El efecto invernadero hace que la temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto invernadero en la atmósfera. |
¿Por qué se produce el efecto invernadero?
El efecto invernadero se origina porque la energía que llega del sol, al proceder de un cuerpo de muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias altas que traspasan la atmósfera con gran facilidad. La energía remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un cuerpo mucho más frío, está en forma de ondas de frecuencias mas bajas, y es absorbida por los gases con efecto invernadero. Esta retención de la energía hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que entender bien que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de energía que llega a la Tierra que la que esta emite. Si no fuera así, la temperatura de nuestro planeta habría ido aumentando continuamente, cosa que, por fortuna, no ha sucedido.
Podríamos decir, de una forma muy simplificada, que el efecto invernadero lo que hace es provocar que le energía que llega a la Tierra sea "devuelta" más lentamente, por lo que es "mantenida" más tiempo junto a la superficie y así se mantiene la elevación de temperatura.
Gases con efecto invernadero
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| Acción relativa | Contribución real |
| CO2 | 1 (referencia) | 76% |
| CFCs | 15 000 | 5% |
| CH4 | 25 | 13% |
| N2O | 230 | 6% |
Como se indica en la columna de acción relativa, un gramo de CFC produce un efecto invernadero 15 000 veces mayor que un gramo de CO2 , pero como la cantidad de CO2 es mucho mayor que la del resto de los gases, la contribución real al efecto invernadero es la que señala la columna de la derecha
Otros gases como el oxígeno y el nitrógeno, aunque se encuentran en proporciones mucho mayores, no son capaces de generar efecto invernadero.
Concentración de gases con efecto invernadero
En el último siglo la concentración de anhídrido carbónico y otros gases invernadero en la atmósfera ha ido creciendo constantemente debido a la actividad humana:
- A comienzos de siglo por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de cultivo
- En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas natural, para obtener energía y por los procesos industriales.
La concentración media de dióxido de carbono se ha incrementado desde unas 275 ppm antes de la revolución industrial, a 315 ppm cuando se empezaron a usar las primeras estaciones de medida exactas en 1958, hasta 361 ppm en 1996.
Los niveles de metano se han doblado en los últimos 100 años. En 1800 la concentración era de aproximadamente o.8 ppmv y en 1992 era de 17. ppmv
La cantidad de óxido de dinitrógeno se incrementa en un 0.25% anual. En la época preindustrial sus niveles serían de alrededor de 0.275 ppmv y alcanzaron los 0.310 ppmv en 1992.
Cambio climático
Por lógica muchos científicos piensan que a mayor concentración de gases con efecto invernadero se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. A partir de 1979 los científicos comenzaron a afirmar que un aumento al doble en la concentración del CO2 en la atmósfera supondría un calentamiento medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5 ºC.
Estudios más recientes sugieren que el calentamiento se produciría mas rápidamente sobre tierra firme que sobre los mares. Asimismo el calentamiento se produciría con retraso respecto al incremento en la concentración de los gases con efecto invernadero. Al principio los océanos más fríos tenderán a absorber una gran parte del calor adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera. Sólo cuando los océanos lleguen a un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2 se producirá el calentamiento final.
Como consecuencia del retraso provocado por los océanos, los científicos no esperan que la Tierra se caliente todos los 1.5 - 4.5 ºC hasta hace poco previstos, incluso aunque el nivel de CO2 suba a más del doble y se añadan otros gases con efecto invernadero. En la actualidad el IPCC predice un calentamiento de 1.0 - 3.5 ºC para el año 2100.
La temperatura media de la Tierra ha crecido unos 0.6ºC en los últimos 130 años
Los estudios más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un aumento de la temperatura media de la Tierra de algunas décimas de grado. Dada la enorme complejidad de los factores que afectan al clima es muy difícil saber si este ascenso de temperatura entra dentro de la variabilidad natural (debida a factores naturales) o si es debida al aumento del efecto invernadero provocado por la actividad humana.
Para analizar la relación entre las diversas variables y los cambios climáticos se usan modelos computacionales de una enorme complejidad. Hay diversos modelos de este tipo y, aunque hay algunas diferencias entre ellos, es significativo ver que todos ellos predicen relación directa entre incremento en la temperatura media del planeta y aumento de las concentraciones de gases con efecto invernadero.
Como se citaba en la Introducción la misma IPCC, la institución más relevante en el estudio de este problema y que hasta el año 1995 no había confirmado relación entre los dos fenómenos, en su informe de 1995 incluye un párrafo muy cauto pero significativo:
| "el conjunto de evidencias sugiere un cierto grado de influencia humana sobre el clima global" |
Consecuencias del cambio climático
No es posible predecir con gran seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero es previsible que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves consecuencias en el Oriente Medio y en África donde el agua es escasa. Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo y gran parte de los casquetes polares se fundirían, poniendo en peligro las ciudades y campos situados en los valles que se encuentran por debajo del glaciar. Grandes superficies costeras podrían desaparecer inundadas por las aguas que ascenderían de 0,5 a 2 m., según diferentes estimaciones. Unos 118 millones de personas podrían ver inundados los lugares en los que viven por la subida de las aguas.
Tierras agrícolas se convertirían en desiertos y, en general, se producirían grandes cambios en los ecosistemas terrestres. Estos cambios supondrían una gigantesca convulsión en nuestra sociedad, que en un tiempo relativamente breve tendría que hacer frente a muchas obras de contención del mar, emigraciones de millones de personas, cambios en los cultivos, etc.
En la mayoría de las zonas continentales el nivel de la producción primaria se encuentra limitado por las disponibilidades de agua. Por ejemplo, según cálculos de De Witt, en las condiciones climáticas de Estocolmo las plantas pueden producir al año unos 2,5 Kg/m2 de materia orgánica seca y en Berlín unos 3 Kg/m2. Se calcula que para producir un Kg. de materia seca se necesitan unos 500 L de agua. Por tanto en Estocolmo se necesitarían 1.250 L y en Berlín 1.500. Este agua tendría que caer el momento apropiado (no en invierno, etc.), en el lugar adecuado y en el modo adecuado (sin provocar escorrentía, etc.). Calculó que en Berlín sólo había 700 L disponibles verdaderamente para el crecimiento de las plantas entre todos los que caen al año. Es decir se demuestra que, en general, el factor limitante es el agua, incluso en zonas en las que puede parecer extraño que así sea. Y es difícil, caro y exige un gran consumo de energía aportar más agua
Ciclo del Fósforo
Eutrofización
Concepto de eutrofización
Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.
El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.
Agua eutrófica y oligotrófica
Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotrófico) tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas como las truchas.
Al ir cargándose de nutrientes el lago se convierte en eutrófico. Crecen las algas en gran cantidad con lo que el agua se enturbia. Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias con lo que se gasta el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco ventiladas. En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas acompañadas de malos olores Las aguas son turbias y de poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su uso para actividades deportivas. El fondo del lago se va rellenando de sedimentos y su profundidad va disminuyendo.
Nutrientes que eutrofizan las aguas
Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas.
En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales.
En condiciones naturales entra a un sistema acuático menos de 1Kg de fosfato por hectárea y año. Con los vertidos humanos esta cantidad sube mucho. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. En las décadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los detergentes era un compuesto de fósforo, el tripolifosfato sódico, que se usaba para "sujetar" a los iones Ca, Mg, Fe y Mn. De esta forma se conseguía que estos iones no impidieran el trabajo de las moléculas surfactantes que son las que hacen el lavado. Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ion fosfato. A partir de 1973 Canadá primero y luego otros países, prohibieron el uso de detergentes que tuvieran más de un 2,2% de fósforo, obligando así a usar otros quelantes con menor contenido de este elemento. Algunas legislaciones han llegado a prohibir los detergentes con más de 0,5% de fósforo.
Fuentes de eutrofización
a) Eutrofización natural.- La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes.
b) Eutrofización de origen humano.- Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son:
- los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos
- los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos.
Medida del grado de eutrofización
Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada se suele medir el contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este valor se combina con otros parámetros como el contenido de fósforo y de nitrógeno y el valor de penetración de la luz. Medidas para evitar la eutrofización
Lo más eficaz para luchar contra este tipo de contaminación es disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. En concreto:
- Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.
- Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.
- Usar los fertilizantes más eficientemente.
- Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes.
- Reducir las emisiones de NOx y amoniaco.
Tabla de datos de contaminantes con azufre
| Compuesto | Fuentes principales | S Producido (Tg y -1) | Concentración típica | Tiempo de Vida | Sumidero | |
| Natural | Contaminado | |||||
| Sulfuro de carbonilo (COS) | Suelos, Marismas, Quema de biomasa | 4.7 | 500 pptv | ? | 44 años | Fotolisis Océanos , Estratosfera |
| Disulfuro de carbono (CS2 ) | Océanos, Suelos | 106 | 15-30 pptv | 100-200 pptv | 12 días | Por fotolisis produce SO2 |
| Disulfuro de dimetilo DMS ((CH3) 2S) | Descomposición de algas en el océano | 27-56 | <10> | 100 pptv | 0.6 días | Deposición en océano Oxidación a SO2 |
| Sulfuro de hidrógeno (H2 S) | Reducción bacteriana, Suelos y humedales | variable | 30-100 pptv* | 330-810 pptv | 4.4 días | Fotolisis |
| Dióxido de azufre (SO2) | Origen humano, Volcanes, Oxidación de H2S | 103 | 24-90 pptv | >5 ppbv | 2-4 días | Deposición seca y húmeda, Oxidación a SO4-2 |
| Sulfato (SO4-2) | Superficie mar Oxidación desde SO2 | 38 | 0.01 m gs/m3 | >2.5m gs/m3 | 1 semana | Deposición seca y húmeda |
Lluvia ácida
Algunas de las moléculas que contaminan la atmósfera son ácidos o se convierten en ácidos con el agua de lluvia. El resultado es que en muchas zonas con grandes industrias se ha comprobado que la lluvia es más ácida que lo normal y que también se depositan partículas secas ácidas sobre la superficie, las plantas y los edificios. Esta lluvia ácida ya no es el don beneficioso que revitalizaría tierras, ríos y lagos; sino que, al contrario, trae la enfermedad y la decadencia para los seres vivos y los ecosistemas.
Causas de la deposición ácida
Algunas industrias o centrales térmicas que usan combustibles de baja calidad, liberan al aire atmosférico importantes cantidades de óxidos de azufre y nitrógeno. Estos contaminantes pueden ser trasladados a distancias de hasta cientos de kilómetros por las corrientes atmosféricas, sobre todo cuando son emitidos a la atmósfera desde chimeneas muy altas que disminuyen la contaminación en las cercanías pero la trasladan a otros lugares.
En la atmósfera los óxidos de nitrógeno y azufre son convertidos en ácido nítrico y sulfúrico que vuelven a la tierra con las precipitaciones de lluvia o nieve (lluvia ácida). Otras veces, aunque no llueva, van cayendo partículas sólidas con moléculas de ácido adheridas (deposición seca).
La lluvia normal es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. Su pH suele estar entre 5 y 6. Pero en las zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 o 3 y, en algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2,3, es decir similar al del zumo de limón o al del vinagre.
Daños provocados por la deposición ácida
a) Ecosistemas acuáticos.- En ellos está muy demostrada la influencia negativa de la acidificación. Fue precisamente observando la situación de cientos de lagos y ríos de Suecia y Noruega, entre los años 1960 y 1970, en los que se vio que el número de peces y anfibios iba disminuyendo de forma acelerada y alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación.
La reproducción de los animales acuáticos es alterada, hasta el punto de que muchas especies de peces y anfibios no pueden subsistir en aguas con pH inferiores a 5,5,. Especialmente grave es el efecto de la lluvia ácida en lagos situados en terrenos de roca no caliza, porque cuando el terreno es calcáreo, los iones alcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan, en gran medida, la acidificación; pero si las rocas son granitos, o rocas ácidas pobres en cationes, los lagos y ríos se ven mucho más afectados por una deposición ácida que no puede ser neutralizada por la composición del suelo.
b) Ecosistemas terrestres.- La influencia sobre las plantas y otros organismos terrestres no está tan clara, pero se sospecha que puede ser un factor muy importante de la llamada "muerte de los bosques" que afecta a grandes extensiones de superficies forestales en todo el mundo. También parece muy probable que afecte al ecosistema terrestre a través de los cambios que produce en los suelos, pero se necesita seguir estudiando estos temas para conocer mejor cuales pueden ser los efectos reales.
c) Edificios y construcciones.- La corrosión de metales y construcciones es otro importante efecto dañino producido por la lluvia ácida. Muchos edificios y obras de arte situadas a la intemperie se están deteriorando decenas de veces más aprisa que lo que lo hacían antes de la industrialización y esto sucede por la contaminación atmosférica, especialmente por la deposición ácida.
fuentes:
http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/100Ecosis.htm
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