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En la propia definición de medio ambiente, se utiliza el término “sistema” para definir dicho concepto. Por sistema se entiende “el conjunto de elementos en interacción”.

Cuando se habla de sistemas, se debe diferenciar entre sistemas abiertos o cerrados respecto al intercambio de materia y energía con otros sistemas:

1 Abiertos: aquellos sistemas en los que se producen entradas y salidas de materia y energía. Por ejemplo, en una ciudad entra y sale energía; además, entra materia y salen desechos y productos manufacturados.

2 Cerrados: aquellos sistemas en los que no existen intercambios de materia, pero sí de energía. Por ejemplo, en una charca entra energía solar y sale calor, pero la materia se recicla.

3 Aislados: aquellos sistemas en los que no existe intercambio de materia ni de energía. No hay ningún sistema aislado, pero se suele trabajar con ellos bajo esta definición. Por ejemplo, el Sistema Solar y sus planetas.

El medio ambiente es un sistema abierto, los principales elementos que lo conforman, son:

1 Factores abióticos: clima, suelo, paisaje, aire, etc.

2 Factores bióticos: ser humano, flora y fauna.

3 Factores socioeconómicos: patrimonio cultural y bienes materiales.

3.1. Los modelos: la representación de los sistemas

Los sistemas pueden representarse mediante modelos (representaciones simplificadas de la realidad), que permiten ver, de forma clara y sencilla, las distintas variables y las relaciones que se establecen entre ellas. Estas representaciones se hacen mediante esquemas, dibujos o expresiones matemáticas. Por ejemplo, en ecología, se emplean modelos de pirámide para representar las relaciones tróficas en un ecosistema.

Así, los modelos permiten tener una visión de la estructura del sistema y medir cuantitativamente los procesos que se llevan a cabo. De este modo, puede predecirse qué ocurriría si se produjera un cambio en alguna de las variables.

La aplicación de la teoría general de sistemas y la simulación en modelos, permiten buscar la forma de actuación adecuada para prevenir sucesos no deseados. La validez de un modelo es el grado de exactitud con que se pueden predecir hechos futuros.

Nuestro planeta puede ser considerado como un sistema cerrado: recibe un aporte de energía (especialmente procedente del Sol), y experimenta una pérdida de energía en forma de calor. Se trata de un sistema que autorregula su temperatura, manteniendo una media de unos 15°C, lo cual permite la existencia de agua líquida y, por tanto, vida.

El planeta Tierra como sistema

La Tierra es un sistema extraordinariamente complejo, por tanto, al elaborar un modelo del mismo, se suelen considerar los siguientes subsistemas:

1 Atmósfera: Capa más externa del planeta, en estado gaseoso.

2 Hidrosfera: Capa discontinua de agua que envuelve la superficie sólida del planeta. Comprende fundamentalmente el agua líquida, continental y oceánica, y el hielo glacial, aunque una pequeña cantidad forma parte de la atmósfera y de los seres vivos.

3 Geosfera: Componente de estructura rocosa, es el sistema terrestre de mayor volumen, aunque presenta especial interés solo su parte más externa o litosfera.

4 Biosfera: Sistema constituido por todos los seres vivos que habitan la tierra y que ocupa la parte inferior de la atmósfera, la parte superior de la litosfera y una parte de la hidrosfera.

Sabía que...

La atmósfera se extiende hasta unos 600 km por encima del planeta, y se divide en cuatro capas concéntricas: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera.

Todos los componentes del sistema Tierra se relacionan de una u otra forma en un equilibrio dinámico, de manera que el cambio en un subsistema repercute sobre los demás, por ejemplo:

1 La regulación del clima terrestre, en la que intervienen todos los subsistemas, especialmente la atmósfera y la hidrosfera. Las alteraciones provocadas por el aumento del efecto invernadero demuestran hasta qué punto interaccionan todos los componentes terrestres.

2 El ciclo del agua, que recorre la atmósfera, la hidrosfera, la geosfera y la biosfera, mediante sucesivos cambios en su estado físico.

3 Los ciclos biogeoquímicos, en los que los elementos como el carbono, el nitrógeno o el fósforo van pasando de unos subsistemas a otros, ya que forman parte de moléculas que permanecen estables durante cierto tiempo en cada etapa.

En un sistema dinámico como es el de la Tierra, cualquier cambio en uno de sus componentes requerirá un cambio en los demás, para restablecer el equilibrio.

Algunos autores, principalmente J. Lovelock, han desarrollado un modelo de la Tierra conocido como Hipótesis de GAIA, en alusión a la diosa griega Madre Tierra. Según este modelo, la Tierra es un superecosistema con numerosas funciones que interaccionan y con mecanismos de retroalimentación, que moderan las temperaturas extremas y mantienen relativamente constante la composición química de la atmósfera y de los océanos.

Según J. Lovelock: “La biosfera es una entidad autorregulada con capacidad para mantener nuestro planeta sano mediante el control del ambiente físico-químico”.