1. 1. Biosfera
1.3 La biosfera i els humans. El creixement demogràfic.
Els coneixements científics i el progrés tecnològic van facilitar un creixement molt
considerable de la població des del segle XVIII. En 300 anys (1650-1950) la població es va
multiplicar per 5 (500 a 2500 milions).
Des del 1950 el creixement ha estat molt superior a conseqüència de la difusió de les
millores en les condicions de vida als països menys desenvolupats, la qual cosa va
provocar una caiguda de la mortalitat mentre encara es mantenia una alta natalitat.
Actualment, el 90% dels naixements es donen en els països menys desenvolupats.
L’any 2011 la població ha arribat als 7000 milions i les estimacions per al 2025 oscil·len
entre 7900 i 9100 milions. En 65 anys (1950-2015) s’haurà triplicat la població.
9000
Població (Mhab.)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050
Any

2. 1. Biosfera
1.3 La biosfera i els humans. L’energia exosomàtica.
S’anomena energia endosomàtica la que prové dels
aliments. Aquesta energia fa possible directament
que les cèl·lules realitzin les seves activitats vitals.
Hi ha una altra energia, l’exosomàtica, que prové de
fora del cos que fa possible molts processos. Per
exemple, l’energia solar possibilita el cicle de l’aigua,
una temperatura adequada, ...
A l’actualitat, els humans utilitzem una quantitat
enorme d’aquesta energia exosomàtica per a les
nostres activitats i el nostre estil de vida, en especial
als països més rics. L'extraiem, en molt bona part, a
partir de combustibles fòssils (petroli, carbó, gas) i
nuclears (urani) i la gastem en transport, indústria i
calefacció.
S’estima que utilitzem de 10 a 12 vegades més
energia exosomàtica que energia endosomàtica (la
necessària per viure).

3. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes mediambientals: recursos i residus.
S’anomena medi ambient al conjunt de biosfera i
energia que es relaciona amb l’activitat humana.
La gran quantitat de població humana i el grans
ús d’energia que fa provoquen una gran pressió
sobre els recursos que el medi ambient
proporciona.
L’activitat humana genera, també, gran quantitat
de residus que els sistemes de renovació del
medi ambient (cicles biogeoquímics) difícilment
poden assumir i que, per tant, s’acumulen
provocant problemes diversos de contaminació.

4. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (I)
Es parla de contaminació atmosfèrica quan la concentració d’alguna substància a l’aire
augmenta per sobre del seu valor normal.
Aquesta contaminació pot tenir efectes locals (smog sobre una ciutat), regionals (pluja
àcida) o globals (augment de l’efecte hivernacle).
La contaminació atmosfèrica, com a conseqüència de les activitats humanes, és deguda a:
• l’ús de combustibles químics (fòssils o
procedents de biomassa) per al transport i la
generació d’energia elèctrica. Ex., diòxid i
monòxid de carboni, òxids de sofre, òxids de
nitrogen
• l’emissió de gasos produïts per la indústria
química. Ex., compostos halogenats.
• les activitat ramaderes i agrícoles. Ex., metà.
• les activitats mineres. Ex., hidrocarburs.
• la incineració de residus i la crema de
boscos per a la desforestació. Ex., diòxid de
carboni, partícules en suspensió

5. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (II): La pluja àcida
Es parla de pluja àcida quan la precipitació (en forma de pluja, neu o boira) té un pH inferior
a 5,65.
L’origen n’és la reacció dels òxids de
carboni, sofre i nitrogen, generats
principalment per la combustió de carbó i
de derivats del petroli, amb el vapor
d’aigua de l’atmosfera. Això provoca la
formació dels àcids carbònic, sulfúric i
nítric, la seva dissociació i la precipitació
d’aigua amb un excés d’ions H+.
Els efectes són:
• l’acidificació de rius i llacs i la mort
d’organismes aquàtics;
• l’alteració de l’equilibri iònic del sòl,
especialment en sòls granítics;
• la defoliació de grans masses forestals;
• afeccions pulmonars;
• erosió d’edificis construïts amb roques
calcàries.

6. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (III): El forat de la capa
d’ozó i els CFC
L’ozó (O3) és un gas que es troba
concentrat a l’estratosfera (entre els 20 i els
40 km d’altura) que es deu a la incidència
de la radiació ultraviolada (UV) sobre les
molècules d’oxigen, O2. La capa que l’ozó
forma té l’efecte de protegir la superfície de
la Terra de la radiació UV que provoca una
reducció del sistema immunològic i un
increment del càncer de pell i de les lesions
oculars i, en les plantes, una disminució de
la capacitat fotosintètica.
A finals dels 80 es va comprovar que la
capa presentava un gran debilitament
(“forat”) sobre l’Antàrtida. Aquest fenomen
va ser degut a les reaccions químiques que
es produeixen a l’estratosfera entre l’ozó i
els clorofluorocarbonis (CFCs) emprats en
els aerosols, dissolvents industrials i fluids
refrigerants a neveres i aparells d’aire
condicionat. Prohibit el seu ús des del
1995, s’ha observat una clara disminució
del forat i l’Organització Mundial de la
Meteorologia en preveu la recuperació total
el 2050.

7. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (IV): L’efecte hivernacle.
Certs gasos minoritaris a l’atmosfera, com el vapor d’aigua, el diòxid de carboni, el metà,
l’ozó, els òxids de nitrogen, els CFCs, ..., tenen una gran capacitat d’absorbir la radiació
infraroja que és emesa per la superfície de la Terra quan és escalfada per la radiació solar.
Aquesta radiació infraroja és retornada en bona part cap a la superfície, generant
l’anomenat efecte hivernacle.
Aquest efecte
hivernacle ha permès
retenir calor prop de la
superfície i possibilitar
l’existència d’aigua
líquida i d’una
temperatura mitjana
d’uns 15 ºC.
La vida, tal i com la
coneixem actualment,
no seria possible sense
aquest efecte.

8. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (V): L’increment de
l’efecte hivernacle.
La majoria dels gasos responsables de l’efecte hivernacle han augmentat
extraordinàriament com a conseqüència de l’activitat humana. Per exemple, el diòxid
de carboni ha augmentat un 30% des del 1750 degut a l’augment de les combustions
de compostos orgànics, de la producció de ciment i de la disminució de participants
del cicle del carboni que n’absorbeixen (selves, deforestacions per a l’agricultura,
assecament de zones humides, ...).

9. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (VI): El canvi climàtic.
En les darreres dècades s’han estat
observant increments importants en la
temperatura mitjana de la Terra (uns
0,3 ºC cada dècada). Amb una
perspectiva més històrica (des de que
se’n tenen mesures) aquest increment
ha estat paral·lel amb l’augment dels
gasos d’efecte hivernacle a
l’atmosfera.
Les Nacions Unides, a través de la
Comissió sobre el Canvi Climàtic, n’ha
confirmat la influència de la contribució
humana en l’augment de la
temperatura mitjana.
Glacera del Vignemale, l’agost del
2007, des del punt on arribava el 1962.

10. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (VII): El canvi climàtic.
Les conseqüències d’aquest canvi es resumeixen tot seguit:
Distribució actual de la malària

11. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (VIII): El canvi climàtic.

12. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’atmosfera (IX): El canvi climàtic.

13. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’hidrosfera (I). La contaminació.
S’entén per contaminació de l’aigua la incorporació de matèries estranyes, com
microorganismes, productes químics, residus industrials i d’altres tipus, o bé d’aigües
residuals. Aquestes matèries deterioren la qualitat de l’aigua i la fan inútil per a molts usos.

14. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’hidrosfera (II). La contaminació.
Els principals contaminants de l’aigua són:
• Aigües residuals que produeixen desoxigenació per la demanda bioquímica d’oxigen en la seva
descomposició. La DBO s’expressa com la massa d’oxigen (en mg) utilitzat per un litre de mostra de
l’afluent incubat a 20º C durant un període de cinc dies. Els rius presenten una forta capacitat
d’autodepuració que és capaç de minvar la DBO.
• Agents infecciosos, com bacteris fecals.
• Nutrients vegetals (fertilitzants) que poden estimular el creixement de les plantes aquàtiques que
esgoten l’oxigen dissolt.
• Productes químics, com biocides, les substàncies tensioactives dels detergents i els productes de
la descomposició d’altres compostos orgànics.
• Petroli, especialment el procedent dels abocaments accidentals.
• Minerals inorgànics, com mercuri, i compostos químics, com els de la pluja àcida.
• Sediments arrossegats per les escorrenties des de les terres de conreu, els sòls sense protecció,
les explotacions mineres, les carreteres i els enderrocs urbans.
• Substàncies radioactives procedents dels residus produïts per la mineria i el processament de
l’urani, les centrals nuclears i l'ús industrial, mèdic i científic de materials radioactius.
• La calor, per l’augment de temperatura provocat per l’abocament de l’aigua de refrigeració de les
fàbriques i les centrals energètiques.

15. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Problemes a l’hidrosfera (III). La contaminació.
Els efectes de la contaminació de l’aigua són:
• Afectació de la salut per la ingestió de substàncies nocives.
• L’eutrofització d’aigües dolces estancades, que es produeix quan l’aigua s’enriqueix
artificialment amb nutrients, la qual cosa produeix un creixement anormal de les plantes.
• L’acumulació de sediments al fons d’aigües dolces estancades.
• Alteracions greus dels ecosistemes aquàtics per la disminució de les poblacions de
moltes espècies i l’augment d’altres.
• L’acumulació de substàncies nocives en les xarxes tròfiques (bioacumulació); per
exemple, pesticides.

16. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Acció sobre el sòl (I). L’erosió i la desertització.
El sòl és el resultat de l’alteració de les roques en contacte amb el medi aeri i per la
interacció amb els éssers vius, en especial amb els vegetals, els fongs i els bacteris
descomponedors.
El sòl reté humitat i s’enriqueix amb matèria orgànica. Quan és cobert de bosc es fa
resistent a l’erosió, però la pèrdua d’aquesta cobertura vegetal pot fer que aquesta erosió
descobreixi les roques del subsòl que les plantes no poden tornar a cobrir. Aquest és el
fenomen de la desertització.
Les causes principals en són:
• l’ús del sòl per altres usos (urbans, agrícoles,
ramaders, miners, infrastructures)
• la sobreexplotació de conreus o de pastures
• la sobreexplotació dels recursos hídrics per
al rec
• l’acumulació de sediments
• l’extracció de fusta i llenya
• els incendis
• les catàstrofes naturals (huracans,
inundacions)

17. 1. Biosfera
1.3.1 La biosfera i els humans. Acció sobre el sòl (II). La contaminació.
La contaminació del sòl es deu a l’activitat
industrial, minera, agrícola, ramadera i
domèstica.
Les causes principals en són:
• l’ús de biocides (insecticides, herbicides,
fungicides)
• l’ús de fertilitzants en el conreu intensiu
• l’abocament dels residus domèstics i industrials

18. 1. Biosfera
1.3.2 La biodiversitat i l’extinció (I).
La biodiversitat, contracció de diversitat
biològica, pot entendre’s a nivell de
gens, d’espècies i d’ecosistemes. El
més habitual és emprar l’espècie com
unitat de valoració.
La destrucció de biodiversitat provoca:
• minva de capacitat d’adaptació per
pèrdua de gens
• minva de capacitat de regulació dels
cicles biogeoquímics i del clima
• pèrdua de molècules orgàniques
valuoses que podríem aprofitar.

19. 1. Biosfera
1.3.2 La biodiversitat i l’extinció (II).
Històricament, una espècie ha pogut desaparèixer com a conseqüència de canvis climàtics
i per l’aparició d’éssers vius millor adaptats que desplaçaven als existents (competència o
depredació). Aquestes extincions s’han produït bé de manera constant i perllongada en el
temps i afectant un nombre petit d’espècies, bé de manera més sobtada i afectant un
nombre gran d’espècies. Aquestes extincions massives s’han produït cinc vegades al llarg
del temps. Per exemple, fa 245 milions d’anys es va extingir un 50% de totes les espècies
(un 96% de les marines) com a conseqüència de canvis climàtics i geològics greus. Fa 65
milions d’anys, el canvi climàtic catastròfic provocat per la caiguda d’un gran meteorit va
causar l’extinció d’un terç de les espècies (entre elles els dinosaures).
Actualment, s’està constatant
una extinció massiva i molt
ràpida causada, principalment,
per la destrucció d’ecosistemes
per a usos humans, per
contaminació i pels efectes del
canvi climàtic.
Nombre d’espècies que
s’extingeixen cada any

20. 1. Biosfera
1.3.3 La producció d’aliments.
El desenvolupament agrícola i industrial ha possibilitat una producció d’aliments suficient
per a la població humana. Malgrat això, demanda, distribució i disponibilitat no han
evolucionat paral·lelament, la qual cosa provoca malnutrició i fam en una part molt
important de la població mundial.
El subministrament total està en funció de:
• L'àrea continental dedicada al conreu.
• el rendiment dels propis conreus. La transferència
de coneixement juga un paper important en aquest
rendiment.
• l’ús de nivells tròfics més baixos en les
preferències alimentàries (només un 10% de
l’energia passa d’un nivell a l’altre)
• la part de productes agrícoles dedicada a
l’alimentació humana (i no a l’alimentació animal,
usos industrials o com a combustible)
• l’augment de la producció de les activitats
extractives, com la pesca o la recol·lecció de fruits
no conreats.