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FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN
La fotosíntesis comenzó cerca de 3,000 millones años.
La respiración comenzó cerca de 600 millones años.
La fotosíntesis es llevada a cabo por las plantas,
que toman el dióxido de carbono del aire y liberan oxígeno
como subproducto. La
respiración es llevada a cabo por los animales, que toman el oxígeno del
aire y liberan el dióxido de carbono como subproducto.
Por lo tanto, las plantas y los animales se complementan entre sí.
La pregunta es: ¿Cuántas plantas y animales hay?
En la naturaleza, hay un equilibrio dinámico entre la fotosíntesis y la respiración.
El exceso de fotosíntesis reduce la
cantidad de dióxido de carbono en el aire y conduce
al enfriamiento de la atmósfera.
Contrariamente, el exceso de respiración aumenta
la cantidad de dióxido de carbono en el aire, lo que lleva al calentamiento de la atmósfera. La Figura 1 muestra la composición de la atmósfera a través del tiempo
geológico.
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Los niveles actuales de oxígeno y dióxido de carbono en el aire son aproximadamente 21% y 0.04%, respectivamente.
Durante los últimos 250 años, pero más intensamente durante los últimos 100 años, los humanos han participado en un experimento de proporciones globales, mediante la aplicación de un tipo de desarrollo aparentemente en contradicción con la naturaleza.
Mediante la fabricación de animales artificiales, los seres humanos han aumentado la cantidad de respiración.
Al mismo tiempo, ha disminuído la cantidad de fotosíntesis mediante la eliminación de plantas, a través de la deforestación y la pavimentación de tierras previamente productivas.
El efecto neto es doble, lo que se refleja en el calentamiento sostenido de la atmósfera en los últimos decenios.
La concentración de dióxido de carbono se ha incrementado de 290 ppm a comienzos del siglo XX a 400 ppm en el presente (2015).
En los últimos 25 años, la concentración de dióxido de carbono ha aumentado a una tasa promedio de 1.5 ppm por año.
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LAS PROPORCIONES DE LA NATURALEZA
La fotosíntesis y la respiración son procesos exactamente opuestos.
Ambos obtienen sus insumos de la atmósfera.
Por la tanto, la concentración de los flujos de entrada al reservorio debe ser proporcional a la masa existente en el reservorio.
La relación de oxígeno a dióxido de carbono en la atmósfera debe reflejar la proporción de masa floral a masa faunal en la superficie de la Tierra.
Examinemos la primera relación, utilizando el valor de
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O2
21 R1 (1900) = _______ = _________ = 724 CO2 0.029 | (1) |
La biomasa floral total en la Tierra es difícil estimar con precisión [Fig. 2 (a)].
La biomasa viva total es de unos 560,000 millones de toneladas de carbono (C).
En términos de materia orgánica (CH2O), la cantidad es de aproximadamente 1,400,000 millones de toneladas.
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La biomasa faunal total, incluídos los seres humanos, se estima en unos 2,500 millones de toneladas [Fig. 2 (b)].
Por lo tanto, la relación de biomasa floral a biomasa faunal es:
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Biomasa floral
1,400,000 R2 (1900) = ____________________ = ______________ = 560 Biomasa faunal 2,500 | (2) |
Dado el hecho de que los números en la Ecuación 2 son sólo estimaciones, se concluye que existe una proporcionalidad entre las dos relaciones.
Por lo tanto:
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R1 (1900) = 1.29 R2 (1900) | (3) |
La biomasa seca de los seres humanos es de aproximadamente 100 millones de toneladas.
En cuanto a respiración, un automóvil es equivalente a aproximadamente tres personas.
Por lo tanto, podemos añadir 300 millones de toneladas a la biomasa faunal para obtener la biomasa faunal total equivalente, es decir, 2,800 millones de toneladas.
Al mismo tiempo, la concentración de dióxido de carbono ha aumentado a 400 ppm en el presente (2015).
Por lo tanto, las proporciones actuales son:
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O2
21 R1 (2015) = _______ = _________ = 525 CO2 0.04 | (4) |
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Biomasa floral
1,400,000 R2 (2015) = ____________________ = _____________ = 500 Biomasa faunal 2,800 | (5) |
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R1 (2015) = 1.05 R2 (2015) | (6) |
Estos cálculos constituyen sólo un comienzo, porque no tienen en cuenta la disminución de la biomasa floral de 1900 a 2015, o el aumento adicional de biomasa faunal equivalente, ya que los otros vehículos no se han incluído en el cálculo correspondiente a 2015.
Cuando estos factores se consideran en la Ecuación 5, se puede observar que los coeficientes de las Ecuaciones 3 y 6 no son demasiado diferentes.
Los cálculos que se muestran aquí no pretenden representar los números reales; sólo las tendencias generales.
LA SOLUCIÓN
La solución es simple en teoría pero muy difícil en la práctica (y los detractores dirán que es casi imposible):
Reducir el número de animales artificiales, los cuales están respirando demasiado y alterando el equilibrio de la naturaleza,
Aumentar el número de plantas para restaurar el equilibrio entre fotosíntesis y respiración.
Sin embargo, los seres humanos han estado haciendo exactamente lo contrario de los últimos 100 años.
El transporte basado en los combustibles fósiles es el culpable, y la pavimentación de caminos para facilitar el transporte ha exacerbado
el problema (Fig. 3).
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La pavimentación produce la Combustión Indirecta Permanente Artificial (CIPA) al reducir de manera permanente la absorción de dióxido de carbono.
En términos de balance de masa, la pavimentación produce el mismo efecto que la adición de uno o más automóviles.
El único camino viable parece ser la captura de carbono, es decir, la extracción de carbono de la atmósfera y su depósito en algún lugar enterrado.
Esto producirá el mismo efecto que si hubiéramos desarrollado de alguna manera una forma de producir plantas artificiales.
Sin embargo, la captura de carbono en forma técnica y económicamente viable
dista mucho de convertirse en realidad.