1. Introducció
2. Mètodes d'estudi en les ciències medioambientals
3. Aproximació a la teoria de sistemes

3.1. Tipus de relacions causals
3. 2. Clasificació dels sistemes
3.3. L'energia en els sistemes
3. 4 . Models per entendre la complexitat
3.5. La terra com a sistema climàtic

4. Història de la Terra

4.1. Origen de la Terra
4.2. aparició de la vida
4.3. Els cicles geológics

5. Medi ambient i humanitat

5.1. Etapes en la relació humanitat-natura
5.2. Solució als problemes medioambientals actuals: desenvolupament sostenible.
5.3. Recursos, riscos i impactes

6-Noves tecnologies aplicades a l’estudi del medi ambient

Definició de medi ambient

El concepte de medi ambient (environment en anglés) podem dir que està de moda i que molt sovint és utilitzat pels mitjans de comunicació. Malgrat això, moltes vegades, és utilitzat d’una forma imprecisa o parcial, ja que presenta nombrosos interpretacions: una interpretació tradicional correspondria a un simple espai, on es desenvolupa la nostra existència, però del qual no formem part. Per a l’economia, el medi ambient és una font de recursos naturals, un suport de les activitats productives i un receptor de redidus. Per a un ecòleg, la suma dels factors biològics i físics que actuen sobre els organismes d’un ecosistema.

La definició més acceptada en l’actualitat es va establir en la Conferència de les Nacions Unides sobre Medi Ambient (Estocolm, 1972) i diu així: “ El medi ambient és el conjunt de components físics, químics, biològics i socials capaços de causar efectes directes o indirectes, en un termini de temps curt o llarg, sobre els éssers vius i les activitats humanes”.

Aquesta definició no solament inclou els elements naturals de la Terra, sinó també els elements socials i culturals protagonitzats per l’espècie humana. A més a més, contempla l’aspecte temporal del medi ambient, és a dir, que aquest canvia continuament, bé per causes naturals o antropogèniques. Ací apareix el concepte de medi natural – medi ambient no alterat per l’ésser humà- un medi en contínua transformació (generalment canvis graduals). El resultat és el medi ambient actual, un medi natural “domesticat” on apenes queden vestigis del medi natural original. Els humans, més que “destruir” el medi ambient, el transformem i modifiquem en funció de les nostres necessitats.

Una part important de l’humanitat actual vivim en una societat industrial altament complexa. Els avanços en medicina, agricultura, tecnologia, química, etc. han estat tan grans que s’ha produït una autèntica revolució, molt positiva, en la vida humana. El principal responsable d’aquest canvi profund ha estat la ciència i la tecnologia. Però en la segona meitat del segle XX ha aparegut, de forma un tant inesperada, una situació nova: els grans avanços científics han portat associats uns problemes importants: la civilització científica i tècnica ha anat alterant el medi ambient d’una forma tan poderosa que ha arribat a amenaçar l’equilibri del planeta i fins i tot la nostra supervivència i la d’altres espècies. Els problemes ambientals han passat a ser protagonistes de la vida social i política en aquests darrers decennis i, per tant, el seu coneixement, amb rigor científic, és una necessitat per a qualsevol ciutadà.

Precisament el gran interés pels problemes ambientals -que estudiarem amb detall en aquest curs-, ens ha fet entendre la importància de tenir una visió global de la Terra. Els éssers vius, els ecosistemes, el conjunt de la biosfera, la Terra, l’Univers, són sistemes complexos on s’estableixen nombroses relacions entre els seus components. Quan introduïm una modificació en un d’aquests sistemes, no és fàcil predir quines seran les conseqüències, ja que no es tracta de sistemes simples dels quals podem preveure el resultat amb exactitud.

L’estudi del medi ambient és molt complex ja que cal integrar coneixements de la matèria inerta, dels éssers vius i les seues relacions, així com dels comportaments humans. Cal, doncs, un enfocament multidisciplinar. Per això, en l‘estudi dels problemes ambientals s’uneixen moltes ciències diferents: la biologia, geologia, física, química i altres ciències són imprescindibles per al seu estudi, però també ho són l’economia, el dret, la religió, l’ètica, la política i altres ciències socials. Les matemàtiques són una eina imprescindible per a l’expressió i el tractament de les dades. L’origen dels estudi mediambientals està associat al desenvolupament científic de l’ecologia, tot i que ecologia no és sinònim de ciències ambientals.

El medi ambient i el seu estudi és per a molts una ideologia, capaç d’englobar una ètica i una filosofia: aquesta idea és el germen d’un dels moviments socials més complexos i importants del nostre temps: l’ecologisme

En la problemàtica ambiental serà molt habitual no trobar solucions úniques a les dificultats. De vegades hi haurà tot un ventall de solucions, i en altres ocassions no hi haurà cap solució clara i caldrà triar aquella que millor s’adapte a les circumstàncies d’eixe moment. Seria un error molt greu estudiar les ciències ambientals com si fossen un conjunt de receptes clares a uns problemes perfectament definits. Són, més bé, una oportunitat per discutir, consensuar i provar diferents solucions i formes de enfrontar-se amb el problema, després de conéixer bé tots els fets que afecten al problema que estem analitzant.

 

La ciència és un intent de descobrir l’ordre subjacent a la natura, tot utilitzant aquest coneixement per a la realització de prediccions sobre la seua evolució futura. Davant de la complexitat del medi ambient cal destacar tres de les seues característiques:

La no linealitat: Davant d’una alteració del medi ambient no hi ha un únic efecte. Una perturbació del funcionament normal en produirà múltiples efectes.
La interacció. Tots els components del medi ambient es troben relacionats entre si
La retroalimentació (feed-back). Les accions d’un dels components repercuteixen sobre la resta i, alhora, les repercusions d’aquests influiran sobre aquest element (ho explicarem a continuació)

El métode científic posseix una coherència interna que li permet la comprovació de tots els seus detalls i etapes. La seua principal característica consisteix en que totes les seues premises, hipòtesis i conclusions admeten una verificació experimental repetible.
Els trets fonamentals del mètode científic serien els següents:
1- Plantejament del problema: és el començament de tota investigació científica. Pot ser causat per l'observació d'un fet o una estructura, o bé per una necessitat de tipus tècnic com per exemple una prospecció petrolífera.
2- Acumulació de dades al voltant del problema: consisteix en la recerca de bibliografia, cartografia, etc sobre el tema que volem estudiar. Cal recordar el caràcter acumulatiu de la ciència: les investigacions s'inicien tot tenint en compte altres investigacions anteriors.
3- Formulació d'hipòtesis: una hipòtesi és una suposició que ha de ser verificada posteriorment mitjançant l'experimentació. Ha de servir, a més a més, per predir nous fets que permeten la seua contrastació. Normalment, per a un mateix fet es formulen diferents hipòtesis; serà l'experimentació qui ens dirà quina era la correcta.
4- Disseny d'experiments controlats. Les experiències que han de corroborar les hipòtesis formulades han d'ésser dissenyades i realitzades sota unes determinades condicions, d'acord amb les dades de la hipòtesi. Els experiments solament poden demostrar que algunes de les nostres hipòtesis són falses. Els experiments no podran demostrar mai que nostra hipòtesis és vertadera; solament podem afirmar que és la més útil trobada fins ara i que encara no s'ha trobat una prova que invalide.
5- Interpretació dels resultats i elaboració de lleis científiques o teories. Mitjançant les observacions es confirmen les hipòtesis de treball. Les hipòtesis complexes i que han rebut nombroses confirmacions reben el nom de teories. La construcció empírica (del grec peira = prova experimental) de teories a partir d'observacions rep el nom de raonament inductiu, el qual ha estat la base de la ciència moderna . Hi ha una altra manera de construir el raonament científic, la forma hipotètica -deductiva, consistent en la realització de models (aplicació d'una hipòtesi prèviament a un cas concret) i observar si aquesta es confirma en aquests casos particulars.
6- Comunicació dels resultats. Es fa normalment a través de revistes, llibres, congressos epecialitzats. Posen els nous descobriments a l'abast de la comunitat científica.

Ciències com la Física i la Química es caracteritzen per estudiar sistemes que funcionen amb una gran precisió i que presenten comportaments molt regulars (lleis científiques). Les ciències del medi ambient es diferencien de la Física i la Química en què estudien sistemes molt complexos que canvien al llarg del temps i que són irrepetibles en la pràctica. El terme "científic" se utilitza moltes vegades amb a sinònim de "vertader": es confon allò que és científic amb allò que simplement ho sembla.

 

Activitat 1: Exemple d’aplicació del mètode científic en ciències ambientals. El cas de la papallona Biston betularia. (veure la lectura 3)

En el procedir científic hi ha dos tipus d'aproximacions les quals, tot i que poden semblar contraposades, són en realitat complementàries: reduccionisme i holisme.

- Aproximació reduccionista o analítica. - . Tracta de dividir l’objete que estudiem en els seus components més senzills i observar el seu comportament. Així, per exemple, si desitjàrem comprendre el funcionament d’un rellotge desmontaríem totes les seues peces i engranatges, i anotariem amb cura on es troba cadascuna d’elles i quina és la seua funció particular, tot i que no podriem saber com funciona el conjunt. Aquest enfocament fou vàlid fins que s’enfrontà a problemes on les parts tenien grans interaccions entre elles (per exemple un organisme viu). L’estudi detallat de les parts d’una cèl·lula (molècules i orgànuls) no explica el comportament global d’aquesta.

- Aproximació holística o sintética. Aquest enfocament tracta d'estudiar les relacions entre les parts, en lloc de detenir-se en els detalls. D'aquesta manera es manifesten les anomenades propietats emergents, les quals sorgeixen del comportament global (o sinèrgic) de tots els components i que no es troben presents en les parts per separat. Per exemple, les peces del rellotge no tenen la propietat de determinar l'hora, però sí, el rellotge montat com un tot.

Si bé les dues aproximacions no són excloents sinó complementàries (quan millor coneguem les parts, millor coneixerem el conjunt), resulta evident que les ciències ambientals requereixen un enfocament holístic. Per dur a pràctica un enfocament global o holístic s'utilitza una metodologia coneguda com a Teoria General de Sistemes, que es basa en observar i analitzar les relacions i interaccions existents entre les parts de l'objete de estudi, i a partir d'aquestes, conéixer el comportament global del sistema com un tot.

 

Continuar el tema 1

Tornar a l'inici del tema 1

Pàgina principal de ciències de la Terra i el medi ambient