El Antropoceno: La geología de la humanidad.

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El Antropoceno: La geología de la
humanidad.
Viola Bruschi
Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM)
ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Santander
Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes
instituciones:
National University of La Plata, Argentina
National University of Mar del Plata, Argentina
Navy Hydrographic Service, Argentina
National University of Jujuy, Argentina
University of São Paulo (São Carlos), Brazil
Federal University of Santa Catarina, Brazil
EAFIT University, Medellín, Colombia
University of Modena and Reggio Emilia, Italy
University of Vigo, Spain
University of Cantabria, Spain
Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM)
ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Santander
Introducción
• Crutzen y Stoermer (2000), Crutzen (2002), Steffen et al. (2011), etc. han
puesto de manifiesto que estamos inmersos en una nueva época de la historia
de la Tierra, caracterizada por una decisiva influencia de los seres humanos en
el funcionamiento del planeta.
• Normalmente, la definición de las divisiones de los tiempos geológicos se ha
establecido a partir de la identificación de cambios significativos en el registro
geológico, tales como:
– la fauna y flora del registro fósil, inversiones paleomagnéticas, cambios
litológicos debidos a cambios climáticos y/o variaciones en el
funcionamiento de los procesos geodinámicos internos y externos
deducibles a partir del registro estratigráfico, etc.
• Resulta de interés analizar algunas evidencias que indiquen si las condiciones
geológicas actuales son significativamente diferentes a las anteriores, de
manera que se justifique la existencia de una nueva época, el Antropoceno.
Análisis de algunas evidencias geológicas de la literatura que pueden ser indicativas
para justificar una nueva época geológica, el Antropoceno.
Hace 10 años aproximadamente, se observó
en el valle del Deva, un significativo
incremento en la frecuencia de los
deslizamientos y en la tasa de erosión a lo
largo de los 40-50 años.
Nº events
Mobilisation rate (mm/a-1)
Year
Remondo et al., 2005. Geomorphology, 66: 69-84.
Datos a otras escalas mostraban la misma tendencia
Deslizamientos
Deva, España
Italia
Inundaciones y deslizamientos
Sequía
Tormentas
Mundo, desastres naturales
Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat. 29 (2): 125-137.
With data from Remondo, 2001; Guzzetti & Tonelli, 2004; EM-DAT, 2005
Desastres geológicos
(terremotos, tsunamis y
erupciones volcánicas)
Huella geomorfológica se define como un área caracterizada por una nueva
forma y un volumen de material geológico movilizado por acción humana.
a) m2 persona-1 año-1
Urbano (95-00)
Minero (70/80-00)
Infraestructura (95-00)
total (Madrid; 80-99)
b)
m3 persona-1 año-1
urbano
minero
infraestructura
total (Madrid)
35
10
30
8
25
6
20
15
4
10
2
5
0
0
Besaya
La Plata
Mar del Plata Rio Cuarto
Áreas de estudio
Madrid
Besaya
La Plata
Mar del Plata Rio Cuarto
Áreas de estudio
Tasas en las áreas de estudio en Argentina y España.
Rivas et al. 2006. Geomorphology, 73 (3-4): 185-206
Madrid
Tasas de procesos naturales y inducidos por el hombre
Valores aproximados
Tasas de erosión
- Acción humana:
- Proceso natural:
1 mm a-1
0.1 - 0.01 mm a-1
Transporte de sedimento
- Acción humana:
- Proceso natural:
1017 t a-1
1015 – 1016 t a-1
Si esto es correcto, estos valores representan el mayor cambio
cualitativo y cuantitativo en los procesos geomorfológicos.
Rivas et al. 2006. Geomorphology, 73 (3-4): 185-206
HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una aceleración de
los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente modelo.
FUERZA MOTRIZ
Habitantes + Tecnología + Economía
PRESIÓN
Creciente modificación de la superficie
ESTADO
Cambios en la susceptibilidad de los procesos y de la superficie
RESPUESTA
Incremento de la Frecuencia/Intensidad de los procesos/desastres
(Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat., 29-2:125-137)
↑ Población+ ↑ Riqueza+ ↑ tecnología
↑ Intervención humana
Cambios en los funcionamientos de los procesos
y en la sensibilidad de las formaciones superficiales
> Intensidad de los procesos
> Producción de sedimentos
> Tasas de sedimentación
(Cendrero et al., 2006)
HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una
aceleración de los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente
modelo.
Si este es cierto
CORRELACIÓN ENTRE:
Indicadores de FUERZA MOTRIZ: PIB, consumo energético
Indicadores de PRESIÓN: número de viviendas, infraestructuras construidas,
volumen de materiales geológicos extraídos
Indicadores de IMPACTO: geoformas antrópicas generadas, superficie afectada
por cambios de uso
Indicadores de RESPUESTA: tasas de deslizamiento, tasa de erosión, tasa de
sedimentación
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica. Norte de España
Santander
Suances
Santoña
La Rabia
Muskiz
Santander
Precipitaciones
Muskiz
Caudales
Santoña
Tasas de sedimentación
La Rabia
PIB, provincias del norte
PIB Nacional
Consumo cemento
Pontevedra
Bruschi et al., 2013. Geomorphology, 196: 67–279
50000000
45000000
Habitantes (x 1.6)
A
40000000
35000000
30000000
25000000
20000000
15000000
10000000
2010
2000
1990
1970
1960
1950
1940
1930
1920
1910
1900
0
1980
1900-2001: x 2,3
5000000
100.000.000
B
90.000.000
PIB (x 9)
PIB
80.000.000
70.000.000
60.000.000
50.000.000
40.000.000
30.000.000
20.000.000
1900-2000: x 19,3
10.000.000
2010
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
1910
1900
0
Consumo de energía (x 11)
140.000
C
120.000
Consumo bruto energía (tep)
100.000
80.000
60.000
40.000
1900-2001: x 39,2
20.000
2010
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
1910
1900
0
45000
Consumo cemento (x 14)
D
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
1900-2001: x 143,9
2010
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
1910
1900
0
NIVEL NACIONAL
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica.
Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina)
Pantanal
Barra Bonita
Estuario del Rio de la Plata
(Bonachea et al., 2010, Science of the Total Environment, 408:2674-2695)
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica.
Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina)
Pantanal (Brasil)
Lluvias
Sedimentation rate (cm/year)
0,80
0,70
Castelo Lake
0,60
Negra Lake
0,50
Jacadigo Lake
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Year
0,35
TA
S
A
SD
ES
E
D
IM
E
N
TA
C
IO
N
0,30
Barra Bonita (Brasil)
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
AÑOS
Estuario Rio de la Plata
800
Rainfall (mm)
700
600
500
400
LAS LOMITAS
FORMOSA
POSADAS
CERES
PASO DE LOS LIBRES
GUALEGUAYCHU
BUENOS AIRES
ROSARIO
MONTE CASEROS
300
200
1900
1910
1920
1930
1940
1950
Year
Tasas de sedimentación
Bonachea et al. (2010) Sci Total Env, 408: 2674-95
1960
1970
1980
1990
2000
PIB 1960-2000, x 8
Habitantes 1960-2000, x 5.1
Ganadería 1970-2000, x 5
Pantanal
PIB 1960-2000, x 5.7
Habitantes 1960-2000, x 3.9
Barra Bonita
Estuario Rio de la Plata
250000000
Population: 1960-2006 x 2.5, 1970-2006 x 1.9;
GDP: 1960-2006 x 5.3, 1970-2006 x 3.2;
200000000
150000000
GDP
100000000
Inhabitants
50000000
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Year
Habitantes 1960-2006, x 2.5 - 1970-2006, x 1.9
PIB 1960-2006, x 5.3 - 1970-2006, x 3.2
70000000
60000000
Cultivos 1961-2006, x 2.2 - 1970-2006, x 1.6
Ganadería 1961-2006, x 1.6 - 1970-2006, x 1.4
cement consumption 1960-2006 x 7, 1970-2006 x 3.5;
energy consumption 1970-2006 x 3.7
50000000
40000000
30000000
20000000
Cement Consumption
Energy Consumption
10000000
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
Year
1960
1970
1980
1990
2000
Consumo energía 1970-2006, x 3.7
Consumo cemento 1960-2006, x 7.1 - 1970-2006, x 3.5
¿Tendencias propias de las zonas estudiadas o generales?
Syvitski & Kettner (2011): el impacto humano en el transporte de sedimentos
empezó hace 3000 años, se aceleró en los últimos 100 años.
Revisión de 77 trabajos (3 Aus; 5 SA; 13 Afr; 15 NA; 19 Asia; 22 Eu) sobre tasas
de erosión/sedimentación (siglo XX).
- Prácticamente todos indican que los impulsores humanos eran el factor más
significativo.
-13 trabajos encuentran reducción de tasas de sedimentación atribuibles a
embalses.
- El resto muestran aumentos.
Factores de aumento:
Australia-NZ
2-2.5
Sudamérica
2-12
Africa
2-11
Norteamérica
Asia
Europa
1.5-20
2-15
2-20
Análisis en tres zonas en el
municipio de Deva, en el Norte de
España.
Frecuencia de deslizamientos.
Remondo et al., 2005.
El agente principal y causante de los deslizamientos es la lluvia intensa. La tendencia
general de las precipitaciones no explica el proceso.
60
Precipitación (mm/año)
1 80 0
1 60 0
50
1 40 0
40
1 20 0
30
1 00 0
20
800
10
No existe una clara relación
entre
la
frecuencia
de
deslizamientos y los cambios en
las precipitaciones.
P re c ip ita c ió n (m m /a ñ o )
N º T o rm e n ta s (> 5 0 m m )
N º T o rm e n ta s (> 2 0 m m )
N º D e s liz a m ie n to s
600
1 99 0
0
1992
1 994
1996
1 99 8
Año
2000
7% de los deslizamientos son causados por la actividad humana. 40% de los
deslizamientos tienen alguna influencia directa o indirecta.
La intervención humana sobre el territorio ejerce un papel “indirecto, difuso,
preparatorio”, facilitando e incrementando los efectos de las precipitaciones.
Landslide frequency with respect to distance to road axis for the periods pre-1991 and 1991-2001. 1: pre –
1991 frequency. 2: 1991 – 2001 frequency. 3: interpolated linear trends. 4: moving average (20 m) pre – 1991.
5: moving average (20 m) 1991 – 2001 (Bruschi et al., 2013).
¿Y que ocurre con otras manifestaciones de los procesos geológicos superficiales?
Claro incremento de los desastres geomorfológicos.
Deslizamientos
Deva, España
Italia
Procesos superficiales
Inundaciones y deslizamientos
Sequía
Tormentas
Mundo, desastres naturales
Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat. 29 (2): 125-137.
With data from Remondo, 2001; Guzzetti & Tonelli, 2004; EM-DAT, 2005
Procesos
geológicos
internos
(terremotos,
erupciones
volcánicas)
En ninguna región se
observa un incremento
de las precipitaciones
>10% entre 1950 y
2000.
Sin embargo, para el
mismo período, la
frecuencia
de
desastres
naturales
producidos
por
procesos superficiales
se ha multiplicado
desde 3 hasta 40
veces.
(IPCC, 2007)
450
No. publications
350
300
No. publications
30
No. landslide events
Exponencial
landslide
events)
Exponential
fit(No.
of landslide
events
25
250
20
200
15
150
10
No. landslide events
400
35
100
5
50
0
1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
0
Year
Inundaciones (EM-DAT)
Deslizamientos, Mundo
(Gutiérrez et al., 2011. Geomorphology, 124 (3-4)
USA
EUROPE
A SIA
A USTRA LIA
A FRICA
1900
1905
1910
1915
1920
1925
1930
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
PIB mundial
La grande aceleración
“The Great Acceleration”
(Steffen et al., 2011)
Indicadores antrópicos de presión
Indicadores de impacto antrópico
7,3 x 1026
E. Kolbert
National Geographic
marzo 2011
Aprox. x 27
Aprox. x 13
Aprox. x 3,8
5,1 x 1023
El crecimiento del PIB muestra una cierta correlación con la frecuencia de los
desastres naturales.
Un mayor PIB, implica una mayor exposición, así como una mejor recopilación
de los datos. Debería afectar a todos los procesos.
El crecimiento del PIB también desencadena el calentamiento global y el
cambio climático.
Esto implica una alta frecuencia de eventos climáticos extremos, influenciando
desastres tanto climáticos como hidrogeomorfológicos.
Por otro lado, un mayor crecimiento del PIB está relacionado con una mayor
modificación de la superficie por acción humana.
Esto afecta a los desastres hidrogeomorfológicos.
Por lo tanto: Si es correcto, los desastres producidos por procesos
geomorfológicos superficiales deberían aumentar más, y los debidos a los
procesos internos deberían aumentar menos.
Las correlaciones entre el PIB y la frecuencia de los desastres debería ser
mejor en el caso de los primeros y peor en el caso de los segundos.
AFRICA
70
60
60
50
50
40
2
3
0
Forte, 2011; Bruschi et al, 2012
2010
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
ASIA
1955
1950
1945
0
1940
20
1935
40
1930
3
1925
60
1920
1
1915
100
1910
80
1905
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
120
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
FRECUENCIA DE LOS DESASTRES NATURALES A ESCALA CONTINENTAL
Geológicos, Hidrogeomorfológicos
EUROPA
80
70
60
2
50
40
1
2
30
3
20
10
0
AMERICA
1
40
30
1
30
2
20
3
20
10
10
0
1500000
1000000
0
25000000
20000000
5000000
0
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2500000
70
2000000
60
50
40
30
15000000
80
60
0
1
2
20
10
0
40
120
12000000
100
10000000
1
2
10
40
4000000
20
2000000
1905
1908
1911
1914
1917
1920
1923
1926
1929
1932
1935
1938
1941
1944
1947
1950
1953
1956
1959
1962
1965
1968
1971
1974
1977
1980
1983
1986
1989
1992
1995
1998
2001
2004
2007
2010
1900
1903
1906
1909
1912
1915
1918
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
CORRELACIÓN: DESASTRES HIDROGEOMORFOLÓGICOS y PIB
AFRICA
AMERICA
16000000
60
14000000
12000000
50
10000000
40
8000000
30
6000000
500000
2000000
0
ASIA
8000000
30
25
6000000
10000000
20
15
5
0
0
Forte, 2011; Bruschi et al, 2012
1
2
4000000
20
10
0
EUROPA
45
35
1
2
Algunas observaciones
Las tasas de sedimentación y de deslizamientos/inundaciones se
han multiplicado aproximadamente por diez en medio siglo.
El PIB mundial (total, no “per cápita”) ha aumentado de manera
similar, y presumiblemente también las presiones humanas sobre
los sistemas naturales.
Los indicadores de respuestas, especialmente los relacionados con
las desastres naturales muestran tendencias similares.
¿Existe una relación entre el incremento de las modificaciones de la
superficie de la Tierra, por acción humana, y la ocurrencia de
desastres causados por procesos geomorfológicos?
Las tendencias que hemos observado deben ser tenidas en cuenta
cuando se evalúan las peligrosidades y los riesgos.
Los modelos para la predicción de peligrosidades y riesgos se deben basar
necesariamente sobre datos de frecuencias en el pasado.
Se este tendencia, hacia un aumento de la frecuencia, no se incluye en
modelos, la evaluación de peligros y riesgos naturales se verá infravalorada.
Si la hipótesis y modelo presentados se confirman, las estrategias para la
mitigación de riesgos como de inundación y de deslizamientos, deberían
centrarse en el cambio geomorfológico, en lugar del cambio climático.
Si se quiere mitigar los desastres
naturales
producidos
por
procesos
geológicos
superficiales, probablemente se
debería mirar más al suelo, que a
las nubes.
Algo sobre el que pensar…..
Desde mediado del siglo XX, se observa un acusado aumento de actividades antrópicas
e de sus efectos sobre el sistema natural y los procesos naturales.
Los procesos y riesgos han aumentado de un orden de magnitud en medio siglo o algo
menos.
Desde ese momento, parece que el planeta funciona algo diferente que en tiempos
anteriores. ¿Podría considerarse ese momento el inicio del Antropoceno?
El inicio de la Revolución Industrial representa el momento en el cual, la humanidad
adquiere la capacidad de modificar profundamente la Naturaleza.
El final de la II Guerra Mundial representa el momento después del cual se observan
claramente cambios en los sistemas naturales y en los procesos (Steffen et al., 2011, “La
Gran Aceleración).
El fin de la II Guerra Mundial, no representa solo una importante fecha de la Historia del
Hombre, si no también de la Historia de la Tierra, marcando claramente el inicio del
Antropoceno (caracterizado, entre otras cosas, por el Cambio Geomorfológico Global)?
Conclusiones
•
Los datos presentados dejan pocas dudas sobre la elevada y creciente influencia del ser
humano sobre la superficie terrestre y sobre los procesos superficiales:
– en el registro estratigráfico (en la naturaleza de los sedimentos, en la composición
química y en las tasas de sedimentación)
– y en la geomorfología (directamente por erosión-excavación y construcción de nuevas
formas y depósitos e, indirectamente, por alteración en la frecuencia y/o intensidad de
los procesos).
•
El aumento en el tiempo de la intensidad de los procesos superficiales y de las tasas de
sedimentación, parecen ser consecuencia de la modificación de la superficie terrestre por el
ser humano.
El establecimiento de una nueva época geológica y cuándo ésta se inicia es más incierto.
•
“…la definición de una nueva época, como el Antropoceno, debe ser analizada con mucha
precaución, debido a que no se basa en registros estratigráficos, si no en directas
observaciones de los impactos antrópicos sobre la Tierra” (Finney and Edwards, 2016).
“La formalización o no del Antropoceno es una cuestión que se decidirá conforme a
presupuestos geológicos…..el término tiene una resonancia que va más allá de la clasificación
geológica……la fuerza real del concepto esta en como puede influenciar la opinión pública, ser
un apoyo a los crecientes esfuerzos conservacionistas y de conciencia global”. (Cearreta,
2016).
Muchas gracias por vuestra atención
Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes instituciones:
National University of La Plata, Argentina
National University of Mar del Plata, Argentina
Navy Hydrographic Service, Argentina
National University of Jujuy, Argentina
University of São Paulo (São Carlos), Brazil
Federal University of Santa Catarina, Brazil
EAFIT University, Medellín, Colombia
University of Modena and Reggio Emilia, Italy
University of Vigo, Spain
University of Cantabria, Spain
Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales (CITyM)
ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Santander
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