La Tierra como sistema termodinámico

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tiempo entre cada uno de ellos nos encontramos con dos distintas maneras de seguir este flujo:

 Flujos de energía exosomáticos, los cuales proporcionan las condiciones ambientales y los recursos necesarios para el mantenimiento de la Biosfera gracias al trabajo realizado por las diferentes envolturas de la Tierra (Circulación atmosférica, Corrientes marinas, Cambio de estado del agua y disipación de calor del planeta.

 Flujos de energía endosomáticos: Sustentan la redes tróficas que mantienen unidos a los organismos de la Biosfera que se describen mediante términos como: biomasa, productividad y eficiencia de los niveles tróficos.

La interacción entre la Biosfera, mantenida por flujos de energía endosomáticos, y las condiciones ambientales, que depende de los flujos de energía exosomáticos, se produce en un marco geográfico a diferentes escalas espaciales y temporales. Como resultado, se obtiene un determinado patrón de distribución espacial de los organismos (Ecoregiones) que están en íntima correspondencia con el patrón de distribución espacial de los diferentes climas de la Tierra. Siendo la trmodinámica importante en cuanto a migración, tiempo de veda, mantenimiento y preservación de especies.

Ahora, con el segundo principio de la termodinámica sabemos que todos los procesos naturales dan como resultado un incremento de la entropía total:

∆Stotal ≥ 0

La entropía, es una medida de la cantidad de restricciones que deben existir en un sistema para que un proceso se lleve a cabo y determina también la dirección de dicho proceso. Siendo el grado de desorden un factor necesario en cada uno de ellos, aunque sabemos que tienden al equilibrio.

En la naturaleza, todos los procesos son irreversibles, es decir que una vez iniciado, no podemos dejar nuestro sistema en las mismas condiciones que tenía inicialemnte

Las consecuencias para el sistema Tierra de este principio son de gran trascendencia pues viene a decir que una vez que la energía se degrada, no puede volver a ser utilizada para generar trabajo.

Siendo esta la razón de que los fenómenos conocidos sean irrepetibles, lo cual dificulta el estudio de los mismos.

El problema no es el flujo de la energía, si no, que al aprovecharse de la misma, se puede liberar en diversos agentes contaminantes, como lo es todo el proceso petroquímico, desde la búsqueda, extracción, uso y quema del mismo, que libera CO2 a la atmósfera, podemos ver esa energía reflejada el el calentamiento global, que consiste en el aumento de temperatura por la liberación de gases de efecto invernadero.

La Tierra puede ser considerada como un sistema ambiental complejo donde existe vida sin apoyo artificial soportada por cuatro subsistemas ambientales que, estudiados individualmente, pueden ser considerados como sistemas; cada sistema al interactuar con el otro, ayudan al entendimiento total de la Tierra como un sistema en conjunto.

Los subsistemas fluidos, como la Atmósfera y la Hidrosfera, son responsables de la mayor parte de los fenómenos meteorológicos que condicionan variables como la temperatura, la humedad o la velocidad del viento.

La Hidrosfera almacena la mayor parte de la energía recibida por el sistema e interactúa termodinámica-mente con la atmósfera, generando la mayor parte del trabajo del sistema; esta es una de las capas que se rige con mayor importancia en cuanto a la termodinámica de su funcionamiento, ya que tiene un muy delicado equilibrio, que consiste en las reacciones endotérmicas y exotérmicas que se llevan a cabo, como lo son las reacciones de ácido-base, REDOX y complejación, las cuales definen la composición química del agua.

Este equilibrio es llevado a cabo por un termoclino, que es el encargado de separar por densidades las capas de los cuerpos de agua, esta densidad es distinta a causa de la exposicion al sol, las dos fases divisibles es la aerobia, que es la apta para que los procesos fotosinteticos se lleven a cabo, esta se extiende de 100 a 1000 metros y la zona anaerobia en la cuál existen especies ya adaptadas a las bajas concentraciones de oxígeno y luz solar, igual hay gases que se encargan de los sedimentos y su degradación. Existe un intercambio gaseoso entre ellas y también con el subsistema atmósfera.

La Atmósfera actúa como frontera activa con el espacio exterior y es responsable de gran parte del trabajo realizado por la energía solar que recibe el sistema.

La Litosfera, la envoltura sólida de la Tierra, también influye regional y localmente sobre las condiciones ambientales de los organismos terrestres. La energía extra que recibe la Litosfera del núcleo terrestre provoca el movimiento de las placas tectónicas y la orogenia que juegan un papel fundamental en la evolución de los organismos. El movimiento de rotación del núcleo provoca la formación de la Magnetosfera, la primera frontera que nos protege del viento solar.

La Biosfera, está formada por un tejido de seres vivos que interaccionan entre sí y con el ambiente jugando un papel activo en la evolución de la composición química de la Atmósfera yde la Hidrosfera. Por sus características termodinámicas se considera como un sistema abierto, alejado del equilibrio, cuyo entorno es el sistema Tierra, con el que intercambia flujos de materia y energía.

Parte de los organismos que forman la Biosfera son capaces de concentrar la energía solar en energía metabólica (moléculas de ATP).

Se debe de cuidar cada subsistema ya que en cada uno existe la posibilidad de obtención de energías limpias.

La energía solar que se emplea paa los paneles fotosintéticos.

A partir de la biosfera se puede generar bio combustibles y sabemos que el petróleo y el gas natural, son obtenidos a partir de la materia orgánica ya completamente descompuesta, y en el caso de las plantas la formación de carbón.

El choque de las placas tectónicas genera energía geotérmica, que a pesar de que es de difícil alcance, tiene gran potencial en cuanto a recursos energéticos.

Y por último, la hidrosfera que como sabemos la energía hidraulica y mareomotriz están en potencia, con la creación de presas y turbinas en los mares de marea alta.

Aparte de estás energías, los servivios ambientales que cada uno provee son necesarios en nuestro día a día.

Por último, cabría considerar también la actividad humana y su bagaje cultural que conforman lo que se ha dado