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Los factores abióticos juegan un papel determinante a la hora de la formación de un paisaje biogeográfico, siendo los más importantes la disponibilidad de agua y la temperatura. El calentamiento desigual de la superficie esférica de la tierra por el sol y la inclinación de la tierra en su eje se combinan para producir una variación latitudinal y estacional previsible del clima. En consecuencia, las variaciones geográficas y estacionales en temperatura y precipitación son aspectos fundamentales de la ecología terrestre y la historia natural. Varios atributos del clima varían predeciblemente sobre la tierra. Por ejemplo, las temperaturas medias son más bajas y más estacionales en latitudes medias y altas. La temperatura generalmente muestra poca estacionalidad cerca del ecuador, mientras que la precipitación puede ser marcadamente estacional. Los desiertos, que se concentran en una estrecha banda de latitudes alrededor del globo, reciben poca precipitación, que generalmente cae impredecible en el tiempo y el espacio. ¿Qué mecanismos producen estos y otros patrones de variación climática?
Gran parte de la variación climática de la Tierra es causado
por el calentamiento desigual de su superficie por el sol. Estos desiguales
resultados de calentamiento de la forma esférica de la tierra y el ángulo en el
que la tierra rota sobre su eje a medida que gira alrededor del sol. Debido a
que la tierra es una esfera, los rayos del sol se concentran más en el que el
sol está directamente sobre la cabeza. Sin embargo, la latitud en la que el sol
está directamente los cambios de arriba con las estaciones del año. Este cambio
de temporada se produce porque eje de rotación de la Tierra no es perpendicular
a su plano de órbita alrededor del sol, pero se inclina aproximadamente 23,5 °
fuera de la perpendicular Debido a que este ángulo inclinado de rotación se
mantiene a lo largo de la órbita de la Tierra alrededor del sol, la cantidad de
solar la energía recibida por el hemisferios norte y sur cambia según la
temporada. Durante el verano del hemisferio norte del hemisferio norte está
inclinado hacia el sol y recibe más energía solar que el hemisferio sur.
Durante el solsticio de verano del hemisferio norte, aproximadamente el 21 de
junio, el hielo directamente sobre la cabeza del sol en el Trópico de Cáncer, a
23.5 ° de latitud norte.
Durante el solsticio de invierno del norte, aproximadamente el 21 de diciembre, el hielo sol directamente sobre la cabeza en el Trópico de Capricornio, a 23,5 ° S latitud. Durante el invierno del hemisferio norte, el hemisferio norte se inclina lejos del sol y el hemisferio sur recibe más energía solar. El sol está directamente sobre la cabeza en el ecuador Durante los equinoccios de primavera y de otoño, en aproximadamente el 21 de marzo y el 22 o 23. En esas fechas de septiembre, el hemisferios norte y sur reciben cantidades aproximadamente iguales de la radiación solar.
Figura 11. El planeta Tierra no solo rota y gira sobre su eje, sino que se
bambolea como un trompo. (YouTube).
Este cambio estacional en la latitud en que el sol está
directamente sobre la cabeza impulsa la marcha de las estaciones. En las altas
latitudes, tanto en el Hemisferio Norte como en el Hemisferio Sur, los cambios
estacionales en la entrada de energía solar producen inviernos con temperaturas
medias bajas y longitudes de día más cortas y veranos con altas temperaturas
medias y longitudes de día más largas. En muchas áreas en las latitudes medias
a altas también hay cambios estacionales significativos en la precipitación.
Mientras tanto, entre los trópicos de Cáncer y Capricornio, las variaciones
estacionales de la temperatura y la longitud del día son leves, mientras que la
precipitación puede variar mucho. ¿Qué produce la variación espacial y temporal
de la precipitación? El calentamiento de la superficie terrestre y de la
atmósfera impulsa la circulación de la atmósfera e influye en los patrones de
precipitación. Como se muestra en la Figura 11a,
el sol calienta el aire en el ecuador, causando que se expanda y se eleve. Este
aire cálido y húmedo se enfría a medida que se eleva. Dado que el aire frío
tiene menos vapor de agua que el aire caliente, el vapor de agua transportado
por esta masa de aire ascendente se condensa y forma nubes, que producen las
fuertes lluvias asociadas con los ambientes tropicales.
Finalmente, esta masa de aire ecuatorial deja de elevarse y
se extiende hacia el norte y el sur. Este aire de alta altitud es seco, ya que
la humedad que una vez tuvo cayó como lluvias tropicales. Como esta masa de
aire fluye hacia el norte y el sur, se enfría, lo que aumenta su densidad.
Eventualmente, se hunde de nuevo a la superficie de la tierra a unos 30 ° de
latitud y se extiende hacia el norte y el sur. Este aire seco atrae la humedad
de las tierras sobre las que fluye y crea desiertos en el proceso. El aire que
se mueve desde 30 ° de latitud hacia el ecuador completa una célula de
circulación atmosférica a bajas latitudes. Como muestra la Figura 11b,
hay tres células de este tipo a cada lado del ecuador. El aire que se mueve
desde 30 ° de latitud hacia los polos forma parte de la célula de circulación
atmosférica en latitudes medias. Este aire caliente que fluye desde el sur se
eleva cuando se encuentra con el frío aire polar que fluye desde el norte. A
medida que se incrementa esta masa de aire, la humedad recogida en latitudes inferiores
se condensa para formar las nubes que producen la abundante precipitación de
las regiones templadas. El aire que se eleva sobre las regiones templadas se
extiende hacia el norte y hacia el sur a una gran altitud, completando las
células de latitud media y alta de la circulación atmosférica general.
Los patrones de circulación atmosférica que se muestran en la Figura 12 sugieren que el movimiento del aire es directamente norte y sur.
Figura 12. No solo es la latitud y la altitud, la temperatura también
depende de los vientos, y las corrientes oceánicas, las cuales distribuyen
calor, por esta razón en la región templada podemos llegar a tener bosques
templados o tundras.
Sin embargo, esto no refleja lo que observamos desde la superficie de la tierra cuando la tierra gira de oeste a este. Un observador en latitudes tropicales observa los vientos que soplan desde el noreste en el hemisferio norte y desde el sureste en el hemisferio sur (Figura 13).
Figura 13. El efecto Coriolis determina las direcciones del flujo de viento
en el planeta. (YouTube).
Estos son los comercios del noreste y sureste. Alguien que
estudia los vientos dentro del cinturón templado entre 30 ° y 60 ° de latitud
observaría que los vientos soplan principalmente desde el oeste. Estos son los
vientos occidentales de latitudes templadas. En las altas latitudes, nuestro
observador encontraría que la dirección predominante del viento es desde el
este. Estos son los polos del este.
¿Por qué los vientos no se mueven directamente de norte a
sur? Los vientos predominantes no se mueven en una dirección recta norte-sur
debido al efecto Coriolis. En el Hemisferio Norte, el efecto Coriolis causa una
aparente deflexión de los vientos a la derecha de su dirección de viaje ya la
izquierda en el Hemisferio Sur. Decimos deflexión "aparente" porque
vemos esta deflexión solamente si hacemos nuestras observaciones desde la
superficie de la tierra. A un observador en el espacio, parecería que los
vientos se mueven aproximadamente en línea recta, mientras que la tierra gira
bajo ellos. Sin embargo, debemos tener en cuenta que la perspectiva desde la
superficie terrestre es la perspectiva ecológicamente relevante.
Los biomas son tan terrestres como nuestro observador
hipotético. Sus distribuciones en todo el mundo están sustancialmente
influenciadas por el clima global, particularmente las variaciones geográficas
en temperatura y precipitación. La variación geográfica en temperatura y
precipitación es muy compleja. ¿Cómo podemos estudiar y representar la
variación geográfica en estas variables climáticas sin ser abrumado por una
masa de números? Este problema práctico es abordado por un dispositivo visual
llamado diagrama climático.
La estructura del
suelo es el resultado de la interacción a largo plazo del clima, los
organismos, la topografía y el material mineral de los padres. El suelo es una
mezcla compleja de material vivo y no vivo de la que depende la vida terrestre.
Aquí se resumen las características generales de la estructura del suelo y el
desarrollo. Las discusiones del bioma que siguen incluyen la información
específica sobre los suelos asociados con cada estructura del suelo se puede
observar cavando un hoyo del suelo, un agujero en el suelo de 1 a 3 m de
profundidad. En un pozo de tierra se ve uno de los aspectos más significativos
de la estructura del suelo, su estratificación vertical. Aunque la estructura
del suelo generalmente cambia gradualmente con la profundidad, los científicos
del suelo generalmente dividen los suelos en varios horizontes discretos. En el
sistema de clasificación utilizado aquí el perfil del suelo se divide en los
horizontes O, A, B y C (Figura
14).
El O, u orgánico, horizonte se encuentra en la parte superior del perfil. La capa más superficial del horizonte O se compone de materia orgánica recién caída, incluyendo hojas enteras, ramitas y otras partes de la planta. Las partes más profundas del horizonte O consisten en materia orgánica altamente fragmentada y parcialmente descompuesta. La fragmentación y descomposición de la materia orgánica en este horizonte se debe principalmente a las actividades de organismos del suelo, incluyendo bacterias, hongos y animales que van desde nematodos y ácaros hasta mamíferos madrigueros. Este horizonte suele estar ausente en los suelos y desiertos agrícolas. En sus niveles más profundos, el horizonte O se funde gradualmente con el horizonte A.
Figura 14. Estructura de los suelos. No todos los suelos tienen la misma
estructura, pues las capas más superficiales en este modelo dependen de la
presencia de seres vivos. En un desierto por ejemplo, solo tendríamos los
horizontes D y C como en los desiertos del Gobi, o hasta el horizonte B en el Sahara.
El horizonte A contiene una mezcla de materiales minerales,
como arcilla, limo y arena, y material orgánico derivado del horizonte O. Los
horizontes A y O apoyan niveles altos de actividad biológica. Los animales de
madriguera, como las lombrices de tierra, mezclan la materia orgánica del
horizonte O con el horizonte A. El horizonte A es generalmente rico en nutrientes
minerales. Se lixivia gradualmente de arcillas, hierro, aluminio, silicatos y
humus, que es materia orgánica parcialmente descompuesta. Estas sustancias se
mueven lentamente hacia abajo a través del perfil del suelo hasta que se
depositan en el horizonte B.
El horizonte B contiene las arcillas, humus y otros
materiales que han sido transportados por el agua desde el horizonte A. La
deposición de estos materiales a menudo da al horizonte B un color distintivo y
un patrón de bandas. Este horizonte también está ocupado por las raíces de
muchas plantas. El horizonte B se fusiona gradualmente con el horizonte C.
El horizonte C es la capa más profunda de nuestro pozo. Se compone de material resistido, que ha sido trabajado por las acciones de la escarcha, el agua y las raíces penetrantes más profundas de las plantas. La erosión rompe lentamente el material original en fragmentos cada vez más pequeños para producir partículas de arena, limo y partículas de arcilla. Debido a que la meteorización es incompleta y menos intensa que en los horizontes A y B, el horizonte C puede contener muchos fragmentos de roca. Bajo el horizonte C encontramos un material parental sin templar, que a menudo es el lecho rocoso.
Figura 15. Detalles de los horizontes más superficiales en un suelo afectado
por seres vivos. (YouTube) (YouTube).
El perfil del suelo nos da una instantánea de la estructura
del suelo. Sin embargo, la estructura del suelo está en constante estado de
flujo como consecuencia de varias influencias. Estas influencias fueron
resumidas por como el clima, los organismos, la topografía, el material de los
padres y el tiempo. El clima afecta la tasa de desgaste de los materiales
originales, la tasa de lixiviación de las sustancias orgánicas e inorgánicas,
la tasa de erosión y transporte de las partículas minerales y la tasa de descomposición
de la materia orgánica. El clima también influye en los tipos de vegetación y
los animales que ocupan un área. Estos organismos, a su vez, influyen en la
cantidad y calidad de la materia orgánica agregada al suelo y en la velocidad
de mezcla del suelo por los animales de madriguera. La topografía afecta las
velocidades y la dirección del flujo de agua y los patrones de erosión.
Mientras tanto, los materiales originales, como el granito, la roca volcánica y
la arena transportada por el viento o el agua, preparan el escenario para todas
las demás influencias. El último es cuestión de tiempo. La edad del suelo
influye en la estructura del suelo.
En resumen, el suelo es una entidad compleja y dinámica.
Forma el medio en el cual los organismos crecen, y las actividades de esos
organismos, a su vez, afectan la estructura del suelo. Como ocurre con muchos
aspectos de la ecología, a menudo es difícil separar los
organismos de su medio ambiente. Las discusiones del bioma que siguen
proporcionan información adicional sobre los suelos al incluir aspectos de la
estructura del suelo y la química característica de cada bioma.
Figura 16. La selva tropical
es el jardín más extravagante de la naturaleza, pero también donde se esconden
las enfermedades más peligrosas, de hecho, muchas enfermedades graves como el
SIDA, el Ebola, el Zika o el síndrome respiratorio agudo causado por los coronavirus se originaron al destruir la selva y entrar en
contacto con lo que ella esconde.
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