Biosfera e Clima Perspectiva evolutiva Questões atuais escalas de conhecimento.
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Biosfera e Clima
Perspectiva evolutivaQuestões atuais
escalas de conhecimento
2
Universo : curvo e limitado, espaço em expansão 4% materia ordinaria (gases,poeira,estrelas,planetas) 26% matéria escura; 70% energia escura
Vida complexa 600 m.a.Vida humana 2 m.a. “Antropoceno” atual
Formação do Universo, Terra e vida
Universo observável all-sky microwave survey (Planck Lab/ESA) 2010 14 b.a. cosmogenese universal ~ 500 bilhões galáxias em aglomerados
Galáxia Via Lactea 13 b.a. : 200 bilhões estrelas e buraco negro central
Sistema Solar 4,6 b.a. rotação 220 km/s : periodo 250 m.a. ou 20 rotações feitas4 planetas gasosos, 4 sólidos
1 milhão asteroidesc/ 70 m.a. cruza plano da galáxia
3
Bactéria filamentosa: mais antigo
fóssil (Austrália 3,8 b.a.)
Variabilidade do clima: origem da Terra ( 4 bilhões a)
Luminosidade solarGás carbônico CO2Metano CH4Oxigênio O2
Kasting (Sci Am, 2004)
1 bi a Rodinia 550 ma Gondwana,Laurentia... 225 ma Pangaea
Escala de tempo geológica e evolução da Terra
Hadeano (4,6 – 3,9 b.a.) meteoritos e CO2
Deriva continental (A. Wegener)
Arqueano 3,9 b.a. massas continentais, CH4
Proterozóico 2,5 b.a. Oxigenação, algas
Era Proterozóica Pré-Cambriano e vida complexa primordial
Era Paleozoica (palaios = antigo, zoe =vida)Épocas : Cambriano, Ordoviciano, .... , Permianoinvertebrados, vertebrados, plantas terrestres e florestas (coníferas)Plantas primitivas líquens, musgos, pteridófitas (samambaia)
Era Mesozoica, 250-65 maÉpocas : Triassico, Jurassico, Cretáceo Período quente, gde aquecimento fim do Carbonífero Clima seco com baixo nível do mar Formação dos Andes (Jurássico - Cretáceo) Reptéis (aquáticos), Primeiros mamíferos e aves ,Dinossauros Final: meteorito (Peninsula de Yucatan, México) 65 ma
Era Cenozoica Épocas 65 ma Paleoceno, Eoceno, ....., Pleistoceno (1,8 ma), Holoceno (11.500 a – presente)Continentes próximos da sua atual posiçãoresfriamento de longo-prazo: era das savanas e gramíneas, diversificação mamíferos
Ciclos de Croll-Milankovitch: controle do clima na escala de 100ka
6
Paleo-antropo-climatologia: Holoceno (11.500 a)
Cronologia do clima, sociedades e inovações humanas (Alley, Science 2000)
Pré historia (até ~ 3500 a)Homem CroMagnon 30 k aaté 10000 a (Neolítico ) : caçador / coletor
Inovações comportamentais (Mc Brearty & Brooks 2000)
Caverna de Jean Chauvet 1994, França: cultura do paleolítico (32ka
Biomas 18ka
Questões comumente levantadas
escalas menores: indivíduos, fragmentos; meso escala
escala regional
escala continental
escala global
Quais os impacto das mudanças de uso da terra (desmatamento…)
no ciclo hidrológico
no clima
nos serviços ambientais
na economia e políticas públicas
Quais os impacto das mudanças do clima
no ciclo hidrológico
nos ecossistemas e nos serviços ambientais
na economia e políticas públicas
The Biosphere (1926), Vladimir I. Vernadsky (geoquímico russo)
Desenvolvimento da Terra ocorre em 3 estágios 1º Geosfera (inanimado) 2º Biosfera (vida biológica – transformou a geosfera) 3º Noosfera (Vida e cognição são controles evolutivos)
The concept of the "biosphere," "the domain of life," was introduced in biology by Lamarck and in geology by Edward Suess (1831-1914). Mankind taken as a whole is becoming a mighty geological force. There arises the problem of the reconstruction of the biosphere in the interests of freely thinking humanity as a single totality. This new state of the biosphere, which we approach without our noticing, is the nöosphere. Thought is not a form of energy. How then can it change material processes? That question has not as yet been solvedThe Biosphere and the Noösphere by V. Vernadsky: December 1943, American Scientist, January 1945.
A Biosfera: livres pensadores na perspectiva evolutiva
A hipótese Gaia (1967) J. Lovelock (químico inglês)
O clima e a composição da atmosfera são ativamente controladas pela vida do planeta (1965)
Oceanos Rios e lagos
Criosfera
O sistema climático terrestre
Atmosfera
Litosfera
Biosfera
Fluxos de energia e água
Biosfera : definições Porção da Terra que pode suportar a vida.Todos organismos do planeta e seu ambiente, como um sistema de componentes interativos. Sistema ecológico integrado de todos seres vivos e suas inter-relações com a litosfera, hidrosfera e atmosfera.
Organismos
Indivíduo
População
Comunidade
Ecossistema
Paisagem
Bioma
Biosfera
• mesma espécie• ex: arvore (+ interceptação de água e luz, min-hora• ex: folha (transpiração, fotossíntese, segundos)
Relações Biosfera-Atmosferaescalas de tempo e espaço, e níveis de organização ecológica
• padrão de tamanho, forma e funções biofísicas• estado dos ecossistemas e fluxos de matéria e energia
• meio abiótico e biótico com interação dos seres, grande/pequeno, natural/agroecossistema
• coexistem várias Populações• Interação planta-planta; animal-animal• distribução geográfica de espécies por clima, solo etc• Ex: produtividade kg/m2/dia, evapotranspiração e defluvio
(mm/dia ...) (dia-ano)
Interação com atmosfera
paleoclimas
precipitação, calor
circulações secundárias;nuvens rasas
Ar e solo em equilíbrio: aquecer/resfriar ; umidecer/secar
• conjunto ecossistemas planetários, controlado pelo clima de grande escala
• vegetação e clima regional homogêneos: Florestas tropical, temperada, boreal, Savana, Tundra, Aquaticos
• Environmental thermal regulation
• Influence on local precipitation
• Atenuate water scarcity
• Flood mitigation
• Increase water quality
• Increase polination and plant productivity
• Soil conservation and sediment flux reduction
• Carbon sequestration
ClimateEcosystem services
F
Dimensão social e ambiental
serviços ambientais: bens e serviços prestados pelos ecossistemas naturais, direta ou indiretamente, na sustentação das condições de vida humana
(Millennium Ecosystem Assessment, 2003; Daily, G.C. 1997. Nature’s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems. Island Press, Washington. 392pp.
QUANTIFICAÇÃOVALORAÇÃO
Valoração dos Serviços Ambientais
Valor de Uso Valor de não-Uso
Direto Indireto Opcional Existência
Madeira, farmácos, alimentos, turismo
Hídricos
Biodiversidade
Climáticos
Explorar recursos naturais existentes (+ desconhecidos no futuro)
respeito à conservação (culturais), aos indígenas
valores de bem estar (!)