La enseñanza sobre la relación entre el clima y la vida se apoya en cinco conceptos clave:

a. Los organismos individuales sobreviven dentro de rangos específicos de temperatura, precipitación, humedad y luz solar. Los organismos expuestos a condiciones climáticas fuera de su rango normal deben adaptarse o migrar, o perecerán.

La vida afecta al sistema climático y, a su vez, el clima determina dónde y cómo pueden sobrevivir las especies.

La vida afecta la composición de la atmósfera y, por lo tanto, el clima, ya que diferentes formas de vida absorben y liberan gases como el dióxido de carbono, el metano y el oxígeno a diferentes velocidades. Las condiciones climáticas ayudan a dar forma a diversos ecosistemas y hábitats en todo el mundo. Un clima particular puede ser una bendición para una especie y una devastación para otra. A medida que el clima cambia, las especies y los ecosistemas van adaptándose, migrando o reduciendo su población. Es más fácil adaptarse cambios graduales en el clima que a cambios abruptos. Esto es cierto en el caso de los humanos, otras especies, y ecosistemas enteros. Los estudios sobre historia climática de la Tierra indican que el clima ha cambiado en el pasado y que esto ha causado cambios dramáticos en los ecosistemas. El período geológico más reciente, el Holoceno (alrededor de los últimos 10.000 años), sin embargo, ha sido inusualmente estable.

Existe un equilibrio dinámico entre la vida y el clima.

La manera en que la Tierra sostiene la vida es de vital importancia en muchos niveles.

  • Las condiciones en la Tierra, como la temperatura, la humedad, la concentración de oxígeno y la luz solar, son las que sostienen la vida.
  • A lo largo de la historia geológica, la vida en la Tierra ha afectado el sistema climático y viceversa.
  • Las extinciones de especies, tanto en el pasado geológico como en el presente, pueden vincularse a los cambios en el clima.
  • Desentrañar los cambios climáticos del pasado es clave para entender los cambios presentes y futuros en el clima.
  • Los cambios en el clima darán lugar a cambios en los ecosistemas. No es posible predecir los detalles de los efectos específicos del cambio climático en cada uno de los ecosistemas del mundo.
  • Aunque las concentraciones de gases de efecto invernadero han cambiado a lo largo de la historia de la Tierra, no existe un análogo natural a los rápidos aumentos actuales en las emisiones de gases de efecto invernadero creadas por el hombre.

Ayudando a los/as estudiantes a comprender estas ideas

Como gran parte del contenido de la ciencia del clima, sus conceptos básicos abarcan múltiples disciplinas científicas. Enseñar estas ideas es una forma de ilustrar cómo el pensamiento científico se beneficia cuando se comparten experiencias entre diferentes ramas científicas.


Este tema se puede introducir generando una lluvia de ideas sobre las condiciones necesarias para que la vida prospere. Los/as estudiantes pueden explorar cómo existe la vida en muchas partes del sistema terrestre, como por ejemplo en las profundidades de los océanos o en las aguas termales ácidas. La vida es robusta y versátil, no obstante, todos los organismos necesitan ciertas condiciones para vivir.


El planeta existe actualmente a una temperatura que ni hierve ni está permanentemente congelada. Esto se debe al efecto invernadero natural que provoca que la atmósfera retenga el calor saliente. Un posible malentendido aquí es confundir el efecto invernadero natural con el aumento de este efecto causado por las emisiones de gases de efecto invernadero por la quema de combustibles fósiles (McCaffrey y Buhr, 2008). Esta es una buena oportunidad para discutir la diferencia entre los procesos naturales y los efectos humanos. Por ejemplo, si una cierta cantidad de un gas de efecto invernadero permite que la vida en la Tierra florezca, ¿entonces es mejor hacerlo más?

 

Cuando se enseña sobre la interacción entre el clima y la vida, se deben enfatizar las diferencias entre los cambios naturales y aquellos causados ​​por el hombre. Pueden surgir preguntas tales como: ¿Son buenos todos los cambios naturales? ¿Todos los efectos causados ​​por el hombre son malos? ¿Es nuestro clima actual el clima "correcto"? Es importante enfatizar que los aumentos recientes en las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera no tienen precedentes en el pasado geológico. La comparación de los cambios naturales y los causados ​​por el hombre puede inspirar a los/as estudiantes hacia la conservación del planeta.


Enseñar sobre la limitada capacidad de los organismos para adaptarse al cambio climático no debe generar escenarios de pesimismo. En su lugar, intente fomentar la idea de que los seres humanos tienen la responsabilidad de estabilizar las condiciones climáticas naturales para preservar los entornos en los que los seres humanos y los ecosistemas circundantes prosperen.

 

Trayendo estas ideas a su clase

 

Muchas de estas ideas forman parte del plan de estudios de ciencias de la vida, pero integran conceptos de las ciencias físicas, geografía o de otras disciplinas. Algunos posibles temas para la enseñanza y comprensión de este principio son:

  • Migraciones estacionales de especies.
  • Los efectos de la primavera en el hemisferio norte y el patrón de oscilación resultante en las concentraciones de CO2 en la atmósfera, como se ilustra en el Ejercicio de Dióxido de Carbono.
  • Eventos a escala de la década como brotes de insectos, sucesión de bosques o sequía.
  • El papel de la vida para moldear el clima, particularmente en la creación de una atmósfera rica en oxígeno de la Tierra.
  • El ciclo de 100.000 años de hielo, el papel del CO2 en la mejora de los cambios de temperatura y la respuesta de los sistemas biológicos a estos cambios dramáticos en el clima.
  • Eventos periódicos de extinción en masa que se demuestran a través del registro geológico y que probablemente estuvieron relacionados con cambios en el clima.

 

Otro enfoque que puede ser interesante para los/as estudiantes mayores es el delicado equilibrio entre la vida y el clima. Muchos estudiantes se sorprenderán al conocer más sobre los eventos de extinción masiva del pasado, así como sobre otros cambios abruptos en el equilibrio de la biosfera. Este es un lugar clave para discutir el papel de los seres humanos en el cambio de nuestro entorno y el clima.


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Referencias

El ciclo del carbono, una breve explicación de NOAA sobre el ciclo del carbono.


Conceptos básicos del ciclo del carbono y el efecto invernadero proporciona un resumen breve y fácil de entender de las preguntas de investigación de vanguardia en este campo.


Ciencia del ciclo del carbono: esta información de NOAA proporciona un resumen breve y fácil de entender sobre las preguntas de investigación más avanzadas en este campo científico.


La línea de tiempo de xkcd de la temperatura promedio de la Tierra ilustra el clima estable en todo el Holoceno.

El Calentamiento Global hace 55 millones de años - Un artículo del Smithsonian que resume el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, ofreciendo revelaciones que nos ayudan a entender las actuales condiciones del clima. Esta es un área en la cual se están realizando a día de hoy estudios dada su relevancia para el actual cambio climático.