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
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 CANTABRIASantander
Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes instituciones:
National University of La Plata, ArgentinaNational University of Mar del Plata, Argentina
Navy Hydrographic Service, ArgentinaNational University of Jujuy, Argentina
University of São Paulo (São Carlos), BrazilFederal University of Santa Catarina, Brazil
EAFIT University, Medellín, ColombiaUniversity of Modena and Reggio Emilia, Italy
University of Vigo, SpainUniversity 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 CANTABRIASantander
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 historiade la Tierra, caracterizada por una decisiva influencia de los seres humanos enel funcionamiento del planeta.
• Normalmente, la definición de las divisiones de los tiempos geológicos se haestablecido a partir de la identificación de cambios significativos en el registrogeológico, tales como:– la fauna y flora del registro fósil, inversiones paleomagnéticas, cambios
litológicos debidos a cambios climáticos y/o variaciones en elfuncionamiento de los procesos geodinámicos internos y externosdeducibles a partir del registro estratigráfico, etc.
• Resulta de interés analizar algunas evidencias que indiquen si las condicionesgeológicas actuales son significativamente diferentes a las anteriores, demanera que se justifique la existencia de una nueva época, el Antropoceno.
Nº
even
ts
Year
Mobilisation rate (m
m/a
-1)
Hace 10 años aproximadamente, se observóen el valle del Deva, un significativoincremento en la frecuencia de losdeslizamientos y en la tasa de erosión a lolargo de los 40-50 años.
Remondo et al., 2005. Geomorphology, 66: 69-84.
Análisis de algunas evidencias geológicas de la literatura que pueden ser indicativas para justificar una nueva época geológica, el Antropoceno.
Datos a otras escalas mostraban la misma tendencia
Deva, España Italia
Mundo, desastres naturales
Deslizamientos
Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat. 29 (2): 125-137.
With data from Remondo, 2001; Guzzetti & Tonelli, 2004; EM-DAT, 2005
Inundaciones y deslizamientos
Tormentas
Desastres geológicos(terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas)
Sequía
a)
0
2
4
6
8
10
Besaya La Plata Mar del Plata Rio Cuarto Madrid
Urbano (95-00)Minero (70/80-00)Infraestructura (95-00)total (Madrid; 80-99)
a)
0
5
10
15
20
25
30
35
Besaya La Plata Mar del Plata Rio Cuarto Madrid
b)b) urbanomineroinfraestructuratotal (Madrid)
Áreas de estudio
Huella geomorfológica se define como un área caracterizada por una nueva forma y un volumen de material geológico movilizado por acción humana.
m3 persona-1 año-1
Tasas en las áreas de estudio en Argentina y España.
Rivas et al. 2006. Geomorphology, 73 (3-4): 185-206
Áreas de estudio
m2 persona-1 año-1
Tasas de procesos naturales y inducidos por el hombre
Valores aproximados
Tasas de erosión- Acción humana: 1 mm a-1
- Proceso natural: 0.1 - 0.01 mm a-1
Transporte de sedimento- Acción humana: 1017 t a-1
- Proceso natural: 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
FUERZA MOTRIZHabitantes + Tecnología + Economía
PRESIÓNCreciente modificación de la superficie
ESTADOCambios en la susceptibilidad de los procesos y de la superficie
RESPUESTAIncremento de la Frecuencia/Intensidad de los procesos/desastres
HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una aceleración de los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente modelo.
(Cendrero et al., 2006. Geogr. Fis. e Geodin. Quat., 29-2:125-137)
(Cendrero et al., 2006)
↑ Población+ ↑ Riqueza+ ↑ tecnología
↑ Intervención humana
Cambios en los funcionamientos de los procesosy en la sensibilidad de las formaciones superficiales
> Intensidad de los procesos
> Producción de sedimentos
> Tasas de sedimentación
HIPÓTESIS: Existe un Cambio Geomorfológico Global, que supone una aceleración de los procesos geomorfológicos, de acuerdo con el siguiente
modelo.
Si este es ciertoCORRELACIÓN 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 afectadapor cambios de uso
Indicadores de RESPUESTA: tasas de deslizamiento, tasa de erosión, tasa desedimentación
Santander
La Rabia
Santoña
Muskiz
Suances
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica. Norte de España
Muskiz
Santoña
Santander
La Rabia
Pontevedra
Tasa
s de s
edim
entac
ión
Bruschi et al., 2013. Geomorphology, 196: 67–279
Precipitaciones
Caudales
PIB, provincias del norte
PIB Nacional
Consumo cemento
0
5000
10000
15000
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30000
35000
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1930
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1990
2000
2010
0
10.000.000
20.000.000
30.000.000
40.000.000
50.000.000
60.000.000
70.000.000
80.000.000
90.000.000
100.000.000
1900
1910
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1970
1980
1990
2000
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PIB
0
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60.000
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140.000
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2000
2010
Consumo bruto energía (tep)
0
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10000000
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45000000
50000000
1900
1910
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1950
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1970
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1990
2000
2010
A
B
C
D
1900-2000: x 19,3
1900-2001: x 2,3
1900-2001: x 39,2
1900-2001: x 143,9
Habitantes (x 1.6)
PIB (x 9)
Consumo de energía (x 11)
Consumo cemento (x 14)
NIVEL NACIONAL
(Bonachea et al., 2010, Science of the Total Environment, 408:2674-2695)
Estuario del Rio de la Plata
Pantanal
Barra Bonita
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica.Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina)
200
300
400
500
600
700
800
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
Rai
nfal
l (m
m)
LAS LOMITASFORMOSAPOSADASCERESPASO DE LOS LIBRESGUALEGUAYCHUBUENOS AIRESROSARIOMONTE CASEROS
200
300
400
500
600
700
800
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
Rai
nfal
l (m
m)
LAS LOMITASFORMOSAPOSADASCERESPASO DE LOS LIBRESGUALEGUAYCHUBUENOS AIRESROSARIOMONTE CASEROS
0,000,100,200,300,400,500,600,700,80
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
Sedi
men
tatio
n ra
te (c
m/y
ear)
Castelo Lake
Negra Lake
Jacadigo Lake
0,000,100,200,300,400,500,600,700,80
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
Sedi
men
tatio
n ra
te (c
m/y
ear)
Castelo Lake
Negra Lake
Jacadigo Lake
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0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
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N
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0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
AÑOS
TASA
S DE SE
DIM
ENTA
CIO
N
Tasas de sedimentación
Comprobando la hipótesis. Análisis de la respuesta geomorfológica.Cuenca del Rio de la Plata (Brasil-Argentina)
Lluvias
Bonachea et al. (2010) Sci Total Env, 408: 2674-95
Pantanal (Brasil)
Barra Bonita (Brasil)
Estuario Rio de la Plata
Population: 1960-2006 x 2.5, 1970-2006 x 1.9; GDP: 1960-2006 x 5.3, 1970-2006 x 3.2;
0
50000000
100000000
150000000
200000000
250000000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
GDPInhabitants
Population: 1960-2006 x 2.5, 1970-2006 x 1.9; GDP: 1960-2006 x 5.3, 1970-2006 x 3.2;
0
50000000
100000000
150000000
200000000
250000000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
GDPInhabitants
cement consumption 1960-2006 x 7, 1970-2006 x 3.5;energy consumption 1970-2006 x 3.7
0
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30000000
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70000000
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Year
Cement ConsumptionEnergy Consumption
cement consumption 1960-2006 x 7, 1970-2006 x 3.5;energy consumption 1970-2006 x 3.7
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10000000
20000000
30000000
40000000
50000000
60000000
70000000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
Cement ConsumptionEnergy Consumption
Pantanal
Barra Bonita
Estuario Rio de la Plata
Habitantes 1960-2006, x 2.5 - 1970-2006, x 1.9PIB 1960-2006, x 5.3 - 1970-2006, x 3.2
Consumo energía 1970-2006, x 3.7Consumo cemento 1960-2006, x 7.1 - 1970-2006, x 3.5
Habitantes 1960-2000, x 5.1PIB 1960-2000, x 8
PIB 1960-2000, x 5.7Habitantes 1960-2000, x 3.9
Ganadería 1970-2000, x 5
Cultivos 1961-2006, x 2.2 - 1970-2006, x 1.6Ganadería 1961-2006, x 1.6 - 1970-2006, x 1.4
¿Tendencias propias de las zonas estudiadas o generales?
Syvitski & Kettner (2011): el impacto humano en el transporte de sedimentosempezó 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 tasasde erosión/sedimentación (siglo XX).- Prácticamente todos indican que los impulsores humanos eran el factor mássignificativo.-13 trabajos encuentran reducción de tasas de sedimentación atribuibles aembalses.- El resto muestran aumentos.
Factores de aumento:Australia-NZ 2-2.5 Norteamérica 1.5-20Sudamérica 2-12 Asia 2-15Africa 2-11 Europa 2-20
Análisis en tres zonas en elmunicipio de Deva, en el Norte deEspaña.Frecuencia de deslizamientos.
Remondo et al., 2005.
P rec ip itac ión (m m /año)N º Torm entas (>50 m m )N º Torm entas (>20 m m )N º D eslizam ientos
Prec
ipita
ción
(mm
/año
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P rec ip itac ión (m m /año)N º Torm entas (>50 m m )N º Torm entas (>20 m m )N º D eslizam ientos
P rec ip itac ión (m m /año)N º Torm entas (>50 m m )N º Torm entas (>20 m m )N º D eslizam ientos
Prec
ipita
ción
(mm
/año
)
Año
600
800
1000
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1800
0
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1 990 1992 1 994 1996 1998 2000
El agente principal y causante de los deslizamientos es la lluvia intensa. La tendencia general de las precipitaciones no explica el proceso.
No existe una clara relaciónentre la frecuencia dedeslizamientos y los cambios enlas 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).
7% de los deslizamientos son causados por la actividad humana. 40% de losdeslizamientos 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.
¿Y que ocurre con otras manifestaciones de los procesos geológicos superficiales?Claro incremento de los desastres geomorfológicos.
Deva, España Italia
Mundo, desastres naturales
Deslizamientos
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 superficialesInundaciones y deslizamientos
Tormentas
Procesos geológicos internos(terremotos, erupciones volcánicas)
Sequía
En ninguna región seobserva un incrementode las precipitaciones>10% entre 1950 y2000.
Sin embargo, para elmismo período, lafrecuencia dedesastres naturalesproducidos porprocesos superficialesse ha multiplicadodesde 3 hasta 40veces.
(IPCC, 2007)
1900
1905
1910
1915
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1965
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ASIA
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Year
No.
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15
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30
35
No.
land
slid
e ev
ents
No. publications
No. landslide events
Exponencial (No. landslide events)Exponential fit of landslide events
Inundaciones (EM-DAT) Deslizamientos, Mundo(Gutiérrez et al., 2011. Geomorphology, 124 (3-4)
PIB mundial
La grande aceleración“The Great Acceleration”
(Steffen et al., 2011)
Indicadores antrópicos de presión Indicadores de impacto antrópico
E. KolbertNational Geographicmarzo 2011
Aprox. x 27
Aprox. x 13Aprox. x 3,8
7,3 x 1026
5,1 x 1023
El crecimiento del PIB muestra una cierta correlación con la frecuencia de losdesastres naturales.
Un mayor PIB, implica una mayor exposición, así como una mejor recopilaciónde los datos. Debería afectar a todos los procesos.
El crecimiento del PIB también desencadena el calentamiento global y elcambio climático.Esto implica una alta frecuencia de eventos climáticos extremos, influenciandodesastres tanto climáticos como hidrogeomorfológicos.
Por otro lado, un mayor crecimiento del PIB está relacionado con una mayormodificación de la superficie por acción humana.Esto afecta a los desastres hidrogeomorfológicos.
Por lo tanto: Si es correcto, los desastres producidos por procesosgeomorfológicos superficiales deberían aumentar más, y los debidos a losprocesos internos deberían aumentar menos.
Las correlaciones entre el PIB y la frecuencia de los desastres debería sermejor en el caso de los primeros y peor en el caso de los segundos.
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CORRELACIÓN: DESASTRES HIDROGEOMORFOLÓGICOS y PIB
Algunas observaciones
Las tasas de sedimentación y de deslizamientos/inundaciones sehan multiplicado aproximadamente por diez en medio siglo.
El PIB mundial (total, no “per cápita”) ha aumentado de manerasimilar, y presumiblemente también las presiones humanas sobrelos sistemas naturales.
Los indicadores de respuestas, especialmente los relacionados conlas desastres naturales muestran tendencias similares.
¿Existe una relación entre el incremento de las modificaciones de lasuperficie de la Tierra, por acción humana, y la ocurrencia dedesastres causados por procesos geomorfológicos?
Las tendencias que hemos observado deben ser tenidas en cuentacuando se evalúan las peligrosidades y los riesgos.
Los modelos para la predicción de peligrosidades y riesgos se deben basarnecesariamente sobre datos de frecuencias en el pasado.
Se este tendencia, hacia un aumento de la frecuencia, no se incluye enmodelos, la evaluación de peligros y riesgos naturales se verá infravalorada.
Si la hipótesis y modelo presentados se confirman, las estrategias para lamitigación de riesgos como de inundación y de deslizamientos, deberíancentrarse en el cambio geomorfológico, en lugar del cambio climático.
Si se quiere mitigar los desastresnaturales producidos porprocesos geológicossuperficiales, probablemente sedebería mirar más al suelo, que alas nubes.
Algo sobre el que pensar…..
Desde mediado del siglo XX, se observa un acusado aumento de actividades antrópicase 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 algomenos.
Desde ese momento, parece que el planeta funciona algo diferente que en tiemposanteriores. ¿Podría considerarse ese momento el inicio del Antropoceno?
El inicio de la Revolución Industrial representa el momento en el cual, la humanidadadquiere la capacidad de modificar profundamente la Naturaleza.
El final de la II Guerra Mundial representa el momento después del cual se observanclaramente cambios en los sistemas naturales y en los procesos (Steffen et al., 2011, “LaGran Aceleración).
El fin de la II Guerra Mundial, no representa solo una importante fecha de la Historia delHombre, si no también de la Historia de la Tierra, marcando claramente el inicio delAntropoceno (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 delos procesos).
• El aumento en el tiempo de la intensidad de los procesos superficiales y de las tasas desedimentación, parecen ser consecuencia de la modificación de la superficie terrestre por elser 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 muchaprecaución, debido a que no se basa en registros estratigráficos, si no en directasobservaciones de los impactos antrópicos sobre la Tierra” (Finney and Edwards, 2016).“La formalización o no del Antropoceno es una cuestión que se decidirá conforme apresupuestos geológicos…..el término tiene una resonancia que va más allá de la clasificacióngeológica……la fuerza real del concepto esta en como puede influenciar la opinión pública, serun apoyo a los crecientes esfuerzos conservacionistas y de conciencia global”. (Cearreta,2016).
Los resultados que aquí se presentan se deben al trabajo de científicos de las siguientes instituciones:
National University of La Plata, ArgentinaNational University of Mar del Plata, Argentina
Navy Hydrographic Service, ArgentinaNational University of Jujuy, Argentina
University of São Paulo (São Carlos), BrazilFederal University of Santa Catarina, Brazil
EAFIT University, Medellín, ColombiaUniversity of Modena and Reggio Emilia, Italy
University of Vigo, SpainUniversity 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 CANTABRIASantander
Muchas gracias por vuestra atención