Canvi Climàtic i Cicles Terrestres: De Glaciacions a l'Efecte Hivernacle

L'Última Glaciació: L'Edat de Gel (50.000 anys enrere)

L'ésser humà té una història de 2 milions d'anys, però fa uns 50.000 anys, la Terra va experimentar l'última gran glaciació, coneguda com l'Edat de Gel.

Extensió de les Glaceres

• Euràsia: La neu s'estenia fins als Pirineus i els Alps a Europa, i fins al Tibet a Àsia.
• Amèrica:
  • Nord: Fins a Florida.
  • Sud: Fins a Xile i Argentina.

Característiques de la Glaciació

• Baixada del nivell del mar.
• Temperatura global baixa.
• Augment de la competència pels recursos.
• Colonització d'Amèrica a través d'Alaska.

Històricament, les glaciacions ocorren cada 150.000 anys. Actualment, venim d'una glaciació i la temperatura global està pujant.

Períodes Climàtics Històrics

Òptim Climàtic Medieval (s. X-XV)

Durant l'Edat Mitjana, la temperatura va experimentar un augment significatiu (s. X-XV). Aquest període va tenir diversos efectes:

• Beneficis: La gent i els conreus van sobreviure millor, la qual cosa va portar a un augment de la població i un benefici general.
• Conseqüències Negatives: La Pesta (causada per un bacteri) va provocar la desaparició del 30-50% de la població europea.

Petita Edat de Gel (s. XVII-XVIII)

Aquest període es va caracteritzar per una baixada de la temperatura mitjana global d'aproximadament 1.5°C. En algunes parts d'Europa, les temperatures van baixar fins a 10 graus. Aquesta època va coincidir amb l'inici de l'Era Industrial.

Teoria de Sistemes i Canvi Climàtic

La Teoria de Sistemes postula que un sistema complex en equilibri pot desenvolupar un caos davant la mínima pertorbació. En el context del canvi climàtic, ens preguntem si les causes són principalment naturals o humanes.

L'Efecte Hivernacle

L'efecte hivernacle és un fenomen natural essencial per a la vida a la Terra, però la seva intensificació per activitats humanes genera preocupació.

Gasos d'Efecte Hivernacle (GEH)

• Vapor d'aigua (H₂O)
• Metà (CH₄)
• Diòxid de carboni (CO₂)

El mecanisme és simple: la llum solar entra a l'atmosfera, però la calor generada no pot sortir completament, quedant retinguda.

Origen del CO₂

• Natural: Respiració (O₂ → CO₂).
• Antròpic (Humà): Combustió d'hidrocarburs (butà, propà, benzina, dièsel, querosè) amb oxigen (O₂) que produeix aigua (H₂O) i diòxid de carboni (CO₂).

Conseqüències del Canvi Climàtic Actual

El canvi climàtic actual és el resultat de la suma de contribucions naturals i humanes, i és un fenomen real i mesurable.

Contribució Natural (p. ex., venim d'una glaciació) + Contribució Humana (p. ex., crema d'hidrocarburs, desforestació) = Canvi Climàtic Real i Mesurable (p. ex., augment de la temperatura mitjana).

Impactes de l'Augment de la Temperatura

• Pujada del nivell del mar: Les glaceres es fonen (casquets polars, glaceres de muntanya).
• Desaparició de cultius.
• Canvis en les precipitacions:
  • Zones humides plourà més.
  • Zones seques plourà menys (fenomen extrem).
• Canvis en la distribució de la fauna i la flora.
• Expansió de zones desèrtiques.

Cicles Biogeoquímics Importants

• Cicle del Carboni: El CO₂ és un gas d'efecte hivernacle. Es produeix per la crema d'hidrocarburs i és essencial per a la fotosíntesi de les plantes. La seva acumulació provoca l'acidificació dels oceans.
• Cicle del Nitrogen i Sofre: Els òxids de nitrogen (NOx) i òxids de sofre (SOx) són contaminants atmosfèrics.
  • Origen Natural: Respiració, alimentació d'herbívors.
  • Origen Antròpic: Fàbriques, cotxes, combustió d'hidrocarburs.
• Pluja Àcida: Els NOx i SOx, principalment de cotxes i fàbriques, reaccionen a l'atmosfera per formar pluja àcida.

La Capa d'Ozó

La capa d'ozó (O₃) és crucial per a la vida a la Terra, ja que filtra la radiació ultraviolada (UV) nociva del sol.

El Forat de la Capa d'Ozó

• Es localitza principalment sobre l'Antàrtida i s'estén cap a zones com el sud d'Austràlia i l'illa del Sud de Nova Zelanda.
• És un fenomen cíclic: augmenta i disminueix de mida, i es mou.
• L'origen del problema són els gasos CFC (clorofluorocarburs), presents en aerosols i sistemes de refrigeració.

Energies Renovables i No Renovables

• Renovables: Solar, hidràulica, mareomotriu, eòlica, biomassa.
• No Renovables: Petroli, residus radioactius, carbó, butà, propà.

Catàstrofes Naturals i la Complexitat Terrestre

La Terra és un sistema molt complex, amb un equilibri molt feble que pot ser alterat per diversos factors.

Factors que Influeixen en el Clima Terrestre

• Activitat Solar: Variacions en la radiació solar.
• Cicles Orbitals: Canvis en l'òrbita de la Terra al voltant del Sol (cicles de Milanković).
• Factors Geomagnètics: Canvis en el camp magnètic terrestre, incloent la inversió de polaritat (Nord a Sud).
• Factors Externs: Impactes d'asteroides i cometes.
• La Vida: Canvis en la composició química de l'atmosfera (p. ex., a l'inici no hi havia O₂, actualment N₂ ~80%, O₂ ~20%).

Teoria de Sistemes i Teoria del Caos

En matemàtiques, un sistema determinat amb una equació i una incògnita té una solució única. Tanmateix, en sistemes complexos amb múltiples equacions i incògnites, on cada variable depèn de les altres, el nombre de solucions i problemes pot ser infinit, reflectint la naturalesa imprevisible del caos.