Știința sistemului Pământ

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Științele Pământului .

Știința sistemului Pământ urmărește să integreze diverse domenii academice de studiu pentru a înțelege Pământul ca un sistem . Se ia în considerare interacțiunea dintre atmosferă , hidrosferă , litosferă ( geosferă ), biosferă , [1] și heliosferă . [2]

În 1996, Uniunea Geofizică Americană , în cooperare cu Keck Geology Consortium și cu sprijinul a cinci divizii din cadrul National Science Foundation , a convocat un seminar „pentru a defini obiective educaționale comune în toate disciplinele științelor Pământului”. În raportul său, participanții au menționat că „câmpurile care alcătuiesc științele pământului și ale spațiului se confruntă în prezent cu un progres major care promovează înțelegerea Pământului ca o serie de sisteme interconectate”. Recunoscând apariția acestei abordări sistemice , raportul seminarului a recomandat dezvoltarea unui curs de știință a sistemului Pământ cu sprijinul Fundației Naționale pentru Științe. [3]

Definiție

Centrul de resurse pentru educația științifică de la Colegiul Carleton din Minnesota oferă următoarea definiție: „Știința sistemului Pământ îmbrățișează chimia, fizica, biologia, matematica și științele aplicate în depășirea granițelor disciplinare pentru a trata Pământul ca pe un sistem integrat și caută mai multă înțelegere. interacțiunile fizice, chimice, biologice și umane care determină stările trecute, prezente și viitoare ale Pământului. Știința sistemului Pământ oferă o bază fizică pentru înțelegerea lumii în care trăim și pe care omenirea caută să realizeze sustenabilitatea. ". [4]

Inspirație din teoria Gaia

După multe critici științifice, multe elemente ale teoriei Gaia sunt luate în considerare în științele ecologice , în esență în concordanță cu ideea că planeta Pământ este obiectul final al studiului ecologic. Ecologiștii consideră în general biosfera ca un ecosistem și că teoria Gaia, deși o simplificare a celei propuse inițial, este în concordanță cu o viziune modernă a ecologiei globale, care transmite conceptele de biosferă și biodiversitate . Pentru a promova cercetarea și discuțiile în aceste domenii, a fost înființată o organizație, Societatea Gaia pentru Cercetare și Educație în Știința Sistemului Pământului .

Un exemplu al schimbării acceptabilității teoriilor Gaia este declarația de la Amsterdam a comunităților științifice din patru programe internaționale de cercetare privind schimbările globale - Programul Internațional Geosferă-Biosferă („International Geosphere-Biosphere Program”, IGBP), International Human Dimensions Programul privind schimbările globale de mediu (IHDP), Programul mondial de cercetare climatică (WCRP) și programul internațional pentru biodiversitate Diversitas - recunosc că, pe lângă amenințarea schimbărilor climatice semnificative, există o îngrijorare tot mai mare cu privire la modificările umane din ce în ce mai mari ale altor aspecte a mediului global și a implicațiilor rezultate pentru bunăstarea umană.

Programele prevedeau următoarele:

Cercetările efectuate în ultimul deceniu sub auspiciile celor patru programe pentru a răspunde acestor preocupări au arătat că:

  1. Sistemul Pământ se comportă ca un singur sistem autoreglat cu componente fizice, chimice, biologice și umane. Interacțiunile și feedback-urile dintre părțile care o compun sunt complexe și prezintă variabilitate temporală și spațială pe mai multe scări. Înțelegerea dinamicii naturale a sistemului Pământului a progresat semnificativ în ultimii ani și oferă o bază solidă pentru evaluarea efectelor și consecințelor schimbărilor induse de om.
  2. Activitățile umane afectează semnificativ mediul Pământului în multe moduri, în afară de emisiile de gaze cu efect de seră și schimbările climatice . Modificările antropice la suprafața solului, oceanele, coastele și atmosfera Pământului, precum și diversitatea biologică, ciclul apei și ciclurile biogeochimice sunt clar identificabile dincolo de variabilitatea naturală. Ele sunt egale cu unele dintre marile forțe ale naturii în mărime și incidență. Mulți accelerează. Schimbarea globală este reală și se întâmplă acum.
  3. Schimbarea globală nu poate fi înțeleasă în termeni de paradigmă simplă cauză și efect . Modificările induse de om determină efecte multiple care cad în cascadă în sistemul Pământ în moduri complexe. Aceste efecte interacționează între ele și cu schimbările la scară locală și regională în modelele multidimensionale care sunt greu de înțeles și chiar mai dificil de prezis.
  4. Dinamica sistemului pământesc se caracterizează prin praguri critice și schimbări bruște. Activitățile umane pot declanșa din greșeală astfel de schimbări cu consecințe grave asupra mediului și a locuitorilor Pământului. Sistemul Pământului a funcționat în diferite state în ultimele jumătate de milion de ani, cu tranziții abrupte (un deceniu sau mai puțin) care au loc uneori între ele. Activitățile umane au potențialul de a converti sistemul Pământului în modalități alternative de funcționare care se pot dovedi ireversibile și mai puțin ospitaliere pentru oameni și alte forme de viață. Probabilitatea unei schimbări bruște provocate de om în mediul Pământului nu a fost încă cuantificată, dar nu este neglijabilă.
  5. În ceea ce privește unii parametri cheie de mediu, Sistemul Pământ s-a deplasat mult în afara intervalului de variabilitate naturală arătat cel puțin în ultimele jumătate de milion de ani. Natura schimbărilor care apar acum simultan în sistemul Pământului, mărimile și ratele lor de schimbare sunt fără precedent. Pământul funcționează în prezent într-o stare non-analogică.

Sir Crispin Tickell , la cea de-a 46-a conferință anuală Bennett pentru a 50-a aniversare a geologiei de la Universitatea din Leicester , în discursul său recent „Earth Systems Science: Are We Advertising To Gaia Too Much?” a declarat: „Ca teorie, Gaia câștigă”. [5]

El a continuat: „Același lucru este valabil și pentru știința sistemelor Pământului, care este acum preocuparea Societății Geologice din Londra (cu care Societatea Gaia a fuzionat recent). Oricare ar fi eticheta, știința sistemelor Pământului sau Gaia, a devenit acum un important subiect de investigație și cercetare și nu mai trebuie să se justifice. "

Aceste rezultate par a fi în deplin acord cu teoria Gaia. În ciuda acestei aprobări, regretatul WD Hamilton , unul dintre fondatorii darwinismului modern, deși admite baza empirică a proceselor homeostatice planetare pe care se bazează Gaia, susține că este o teorie care încă își așteaptă Copernicul . Natura homeostatică a sistemului global a fost recunoscută ca o consecință a celei de-a doua legi a termodinamicii. [6] În cartea lor cuprinzătoare despre termodinamica vieții, Eric D. Schneider și Dorion Sagan afirmă că Gaia face parte dintr-o clasă de sisteme termodinamice complexe, nu doar cele vii, care sunt finalizate în mod natural; și că viața optimizează mai degrabă decât maximizează producția de entropie. [7]

Revistele științifice

Studiile legate de disciplină au fost publicate în jurnalul cu acces liber Earth Perspectives . [8] și în Journal of Earth System Science , intitulat anterior Proceedings of the Indian Academy of Sciences (Earth and Planetary Sciences) . [9]

Notă

  1. ^ Earth System Science , pe cotf.edu , Clasa viitorului . Adus 10-03-2009 (arhivat din original la 10 februarie 2014) .
  2. ^ NA Schwadron, și colab., Mediul spațial afectează ecosfera? ( PDF ), în Eos , vol. 92, nr. 36, American Geophysical Union , 6 septembrie 2011, pp. 297-301.
  3. ^ Shaping the Future of Undergraduate Earth Science Education , pe serc.carleton.edu , American Geophysical Union. Adus 08 decembrie 2015.
  4. ^ Earth System Science in a Nutshell , la serc.carleton.edu , Colegiul Carleton . Adus 10-03-2009 .
  5. ^ Știința sistemelor terestre: Îl împingem pe Gaia prea tare? , Universitatea din Leicester
  6. ^ Karnani, M. și Annila, A., Gaia Again , în Biosystems , vol. 95, nr. 1, 2009, pp. 82–87, DOI : 10.1016 / j.biosystems.2008.07.003 , PMID 18706969 .
  7. ^ Schneider, Eric, D. și Sagan, Dorion , Into the Cool: Energy Flow, Thermodynamics, and Life , Chicago, University of Chicago Press , 2004, ISBN 978-0-226-73936-6 .
  8. ^ Earth Perspectives , la earth-perspectives.com .
  9. ^ Journal of Earth System Science , su ias.ac.in , Springer (co-editor). Adus 10-03-2009 .

Elemente conexe

știința Pământului Portalul Științelor Pământului : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Științele Pământului