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En el concepto '''ciencia del sistema Tierra''' el término clave es "sistema". Un sistema es un conjunto de partes interdependientes encerradas dentro de unos límites definidos. La ciencia del sistema Tierra busca integrar varios campos de estudio para entender a la [[Tierra]] en su manifestación como un [[sistema]]. Esta disciplina considera la interacción entre la [[atmósfera]], [[hidrósfera]], [[litósfera]] ([[geosfera]]), [[biosfera]],<ref>{{cita web|url=http://www.cotf.edu/ete/ESS/ESSmain.html|título=Earth System Science|editorial=[[Classroom of the future]]|fechaacceso=10 de marzo de 2009|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20140210055202/http://www.cotf.edu/ete/ESS/ESSmain.html|fechaarchivo=10 de febrero de 2014}}</ref> y [[heliosfera]].<ref>{{cita publicación | apellido = Schwadron | nombre = N. A. | autor2 = et al | título = Does the Space Environment Affect the Ecosphere? | publicación=Eos | volumen = 92 | número = 36 | páginas = 297–301 | editorial=[[American Geophysical Union]] | fecha = 6 de septiembre de 2011 | url = http://www.agu.org/journals/eo/eo1136/2011EO360001.pdf#anchor }}</ref>

El Comité de Ciencia del Sistema Tierra de NASA indica que es su objetivo: "''Obtener una comprensión científica de todo el Sistema Tierra a escala global describiendo cómo han evolucionado sus componentes y sus interacciones han evolucionado, cómo funcionan y cómo cabe esperar que continúen en todas las escalas temporales"''.<ref>Earth system science overview : a program for global change / prepared by the Earth System Sciences Committee, NASA Advisory Council. 1986 - Astronautics in earth sciences - 48 pages</ref>

En 1996, la Unión Geofísica Americana, en cooperación con el [[Keck Geology Consortium]] y con el apoyo de cinco divisiones de la [[National Science Foundation]], convocaron a un taller "para definir objetivos educativos comunes entre todas las disciplinas de las ciencias de la Tierra." En su informe, los participantes destacaron que, "Los campos que componen las ciencias de la Tierra y el espacio se encuentran continuamente bajo importantes avances que promueven la comprensión de la Tierra como un cierto número de sistemas interrelacionados." Reconociendo la importancia de un [[Pensamiento sistémico|enfoque sistémico]], el informe del taller recomendó que el currículum de la ciencia del sistema Tierra fuera desarrollado con apoyo de la National Science Foundation.<ref>{{cita web|url=http://www.agu.org/sci_soc/spheres/intro.htm|título=Shaping the Future of Undergraduate Earth Science Education|editorial=American Geophysical Union|fechaacceso=12 de mayo de 2009|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20080916214004/http://www.agu.org/sci_soc/spheres/intro.htm|fechaarchivo=16 de septiembre de 2008}} </ref>

== Definición ==
El [[Carleton College]] del Centro de Recursos Educativos de la Ciencia, brinda la siguiente definición:
«La ciencia del sistema Tierra abarca la química, física, biología, matemáticas, y ciencias aplicadas trascendiendo las fronteras disciplinarias para tratar a la Tierra como un sistema integrado y busca comprender las interacciones físicas, químicas, biológicas y humanas que determinan los estados pasados, presente y futuros de la Tierra. La ciencia del sistema Tierra proporciona una base física para entender el mundo en el cual vivimos y sobre el cual la humanidad busca alcanzar sustentabilidad.»<ref>{{cita web|url=http://serc.carleton.edu/introgeo/earthsystem/nutshell/|título=Earth System Science in a Nutshell|fechaacceso=10 de marzo de 2009|editorial=[[Carleton College]]}}</ref>

== Orígenes ==
Durante milenios, los seres humanos han especulado sobre cómo se combinan los elementos físicos y vivos en la superficie de la Tierra, y con frecuencia se ha postulado que dioses y diosas encarnan elementos específicos. La idea de que la Tierra está viva era un tema habitual de la filosofía y la religión griegas.<ref name="Tickell">{{cite news |last=Tickell |first=Crispin |url=http://www.le.ac.uk/ebulletin-archive/ebulletin/features/2000-2009/2006/11/nparticle.2006-11-20.html |title=Ciencia de los sistemas terrestres: ¿Estamos presionando demasiado a Gaia? |work= 46th Annual Bennett Lecture - University of Leicester |location=Londres |publisher=University of Leicester |year=2006 |access-date=2015-09-21 }}</ref>

Las primeras interpretaciones científicas del sistema terrestre comenzaron en el campo de la [[geología]], inicialmente en Oriente Medio<ref>Fielding H. Garrison, ''An introduction to the history of medicine'', W.B. Saunders, 1921.</ref> y China,<ref>{{cite book |title=La era de los logros: A.D. 750 to the End of the Fifteenth Century : The Achievements |year=1993 |url=https://archive.org/details/historyofciviliz0000unse_j5t3 |series=Historia de las civilizaciones de Asia Central |editor1-first=M. S. |editor1-last=Asimov |editor2-first=Clifford Edmund |editor2-last=Bosworth |isbn=978-92-3-102719-2 |pages=[https://archive.org/details/historyofciviliz0000unse_j5t3/page/211 211]-214}}</ref> y se centraron en gran medida en aspectos como la [[edad de la Tierra]] y los procesos a gran escala implicados en la formación de las [[Formación de las montañas|montañas]] y [[Origen del agua en la Tierra|océanos]]. A medida que la [[Historia de la geología|geología se desarrolló como ciencia]], aumentó la comprensión de la interacción de las distintas facetas del sistema terrestre, lo que llevó a la inclusión de factores como el [[Estructura de la Tierra|Interior de la Tierra]], la [[Formación y evolución del Sistema Solar|geología planetaria]] y los [[Biosfera|sistemas vivos]].

En muchos aspectos, los conceptos fundacionales de la ciencia del Sistema Tierra pueden verse en la filosofía natural geógrafo del {{siglo|XIX||s}} [[Alexander von Humboldt]].<ref>{{cite journal |journal=Science |title=Alexander von Humboldt y la Física General de la Tierra |first=Stephen T. |last=Jackson |year=2009 |volume=324 |issue=5927 |pages=596-597 |doi=10.1126/science.1171659 |pmid=19407186 |s2cid=206518912 |url=http://faculty.jsd.claremont.edu/dmcfarlane/bio176mcfarlane/pdf%20papers/Humboldt%20hsitory.pdf |fechaacceso=14 de noviembre de 2023 |fechaarchivo=12 de abril de 2019 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20190412023559/http://faculty.jsd.claremont.edu/dmcfarlane/bio176mcfarlane/pdf%20papers/Humboldt%20hsitory.pdf |deadurl=yes }}</ref> En el {{siglo|XX||s}}, [[Vladimir Vernadsky]] (1863-1945) vio el funcionamiento de la [[biosfera]] como una fuerza geológica generadora de un desequilibrio dinámico, que a su vez promovía la diversidad de la vida.

Paralelamente, el campo de la [[ciencia de sistemas]] se estaba desarrollando en otros muchos campos científicos, impulsado en parte por la creciente disponibilidad y [[rendimiento|potencia]] de los [[ordenadores]], y conduciendo al desarrollo de [[modelos climáticos]] que empezaron a permitir la [[predicción meteorológica numérica|simulación]] detallada e interactiva del [[tiempo]] y el [[clima]] de la Tierra. <ref name=edwards2010>{{cite journal |last=Edwards |first=P.N. |year=2010 |title=Historia de la modelización del clima |journal=Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change |volume=2 |pages=128-139 |doi=10.1002/wcc.95 |hdl=2027.42/79438 |s2cid=38650354 |url=https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/79438/1/95_ftp.pdf |hdl-access=free }}</ref> La posterior ampliación de estos modelos ha llevado al desarrollo de "modelos del sistema Tierra" (ESM) que incluyen facetas como la criosfera y la biosfera.<ref name=washington2009>{{cite journal |last1=Washington |first1=W.M. |last2=Buja |first2=L. |last3=Craig |first3=A. |year=2009 |title=El futuro computacional de los modelos climáticos y del sistema terrestre: hacia el petaflop y más allá |journal=Phil. Trans. Roy. Soc. A |volume=367 |issue= 1890|pages=833-846 |doi=10.1098/rsta.2008.0219 |pmid=19087933 |bibcode=2009RSPTA.367..833W }}</ref>

En la década de 1980, en 1983 se formó un comité de la [[NASA]] denominado Comité de Ciencias del Sistema Terrestre. Los primeros informes del ESSC de la NASA, [http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uiug.30112104410706;view=1up;seq=3 ''Earth System Science: Overview''] (1986), y el libro [https://books.google.com/books?id=Vj4rAAAAYAAJ&pg=PA173 ''Earth System Science: Una visión más cercana''] (1988), constituyen un hito importante en el desarrollo formal de la ciencia del sistema Tierra.<ref>{{cite journal| last1=Mooney| first1=Harold| title=Evolución de las interacciones entre las ciencias naturales y sociales en los programas de investigación sobre el cambio global| journal=Proceedings of the National Academy of Sciences| date=26 de febrero de 2013| volume= 110| issue = Supplement 1, 3665-3672| pages=3665-3672| doi=10.1073/pnas.1107484110 | display-authors=etal| pmid=23297237| pmc=3586612| bibcode=2013PNAS..110.3665M}}</ref> Los primeros trabajos que hablaban de la ciencia del sistema Tierra, como estos informes de la NASA, generalmente hacían hincapié en los crecientes impactos humanos sobre el sistema Tierra como motor principal de la necesidad de una mayor integración entre las ciencias de la vida y las geociencias, haciendo que los orígenes de la ciencia del sistema Tierra fueran paralelos a los inicios de los estudios y programas de [[cambio global]].

== Inspiración en la teoría Gaia ==
Tras numerosas críticas científicas, muchos elementos de la [[Hipótesis de Gaia|teoría Gaia]] son considerados a comienzos del {{siglo|XXI||s}} dentro de la [[Ecología|ciencia ecológica]], que básicamente acuerda que el planeta Tierra es el objeto final de estudio ecológico. Por lo general, los ecólogos consideran a la biosfera como un [[ecosistema]] y la teoría Gaia, aunque una simplificación de la que se propusiera originalmente, es consistente con la visión moderna de una ecología global, abarcando los conceptos de [[biosfera]] y [[biodiversidad]]. Para promover la investigación y discusión en estos campos, se creó una organización denominada Gaia Society for Research and Education in Earth System Science (en español: "Sociedad Gaia para la Investigación y Educación en la Ciencia del Sistema Tierra").

Un ejemplo del cambio en la aceptación de las teorías Gaia es la declaración de Ámsterdam de las comunidades científicas de cuatro programas internacionales de investigación de cambios globales;— el [[International Geosphere-Biosphere Programme]] (IGBP), el [[International Human Dimensions Programme]] sobre Cambio Global del Medio ambiente (IHDP), el [[World Climate Research Programme]] (WCRP) y el programa internacional de biodiversidad [[Diversitas]] — reconocen que además de la amenaza de un importante [[cambio climático]], existe una preocupación creciente sobre las modificaciones humanas en aumento de otros aspectos del medio ambiente global y las implicancias que ello tensría sobre el bienestar de los seres humanos.

Los programas han afirmado que:
<blockquote>
Las investigaciones realizadas durante la última década bajo los auspicios de estos cuatro programas para tratar estos temas han concluido que:

# El sistema Tierra se comporta como un único sistema auto regulado con componentes físicos, químicos, biológicos y humanos. Las interacciones y realimentaciones entre las partes componentes son complejas y presentan una variabilidad temporal y espacial multi-escala. La comprensión de las dinámicas naturales del sistema Tierra ha avanzado en gran medida en años recientes y son una base firme para evaluar los efectos y consecuencias de los cambios producidos por el hombre.
# Las actividades humanas están influyendo de manera significativa sobre el medio ambiente de la Tierra de varias formas además de a través de las [[Gas de efecto invernadero|emisiones de gases de efecto invernadero]] y el [[cambio climático]]. Los cambios [[antropogénico]]s del suelo océanos, costas y [[atmósfera terrestre|atmósfera]] de la Tierra y de la diversidad biológica, el ciclo del agua y ciclos biogeoquímicos en la Tierra son claramente identificables por sobre la variabilidad natural. Igualan a algunas de las fuerzas más poderosas de la naturaleza en su alcance e impacto. El cambio global es real y está sucediendo ahora.
# El cambio global no puede ser comprendido en término de un simple paradigma de [[causa y efecto]]. Los cambios producidos por los humanos y sus actividades causan múltiples efectos en cascada a través del sistema Tierra de maneras [[Complejidad|complejas]]. Estos efectos interactúan entre sí y con cambios a nivel de escalas locales y regionales en patrones multidimensionales difíciles de comprender y aún más difíciles de predecir.
# La dinámica del sistema Tierra se caracteriza por umbrales críticos y cambios abruptos. Las actividades humanas pueden disparar en forma inadvertida este tipo de cambios con consecuencias severas para el medio ambiente de la Tierra y sus habitantes. El sistema Tierra ha operado en diversos estados a lo largo del último millón de años, con ciertas transiciones abruptas (de una década o menos de duración) a veces ocurriendo entre dichos estados. Las actividades humanas poseen el potencial de alterar el sistema Tierra y llevarlo a modos alternativos de operación que pueden llegar a ser irreversibles y menos hospitalarios para los humanos y otras formas de vida. La probabilidad de un cambio abrupto del medio ambiente de la Tierra como consecuencia de acciones humanas aun debe ser cuantificado pero ciertamente no es despreciable.
# Desde el punto de vista de los parámetros medio ambientales claves, el sistema Tierra se ha desplazado fuera del rango de variabilidad natural que han tenido por lo menos durante el último medio millón de años. La naturaleza de los cambios que ocurren simultáneamente en la actualidad en el sistema Tierra, sus magnitudes y sus ritmos de cambio no tienen precedentes.
</blockquote>


== Véase también ==
* [[Ecosfera]]
* [[Geología de sistemas]]

== Referencias ==
{{listaref|2}}
==Bibliografía==
* {{Cite book |author=[[Hans Joachim Schellnhuber]], [[Paul J. Crutzen]], William C. Clark, Martin Claussen, Hermann Held |title=Earth System Analysis for Sustainability |editor=MIT Press |date=2004 |ISBN=0-262-19513-5}}
* {{Cite book |author=Will Steffen, Angelina Sanderson, Peter Tyson, Jill Jäger, Pamela Matson, Berrien Moore III, Frank Oldfield, [[Katherine Richardson]], Hans Joachim Schellnhuber, B.L. Turner II, Robert J. Wasson |title=Global Change and the Earth System |url=https://archive.org/details/isbn_9783540408000 |publisher=Springer |date=2004 |ISBN=3-540-40800-2}}
* {{cite journal|author=Walt V. Reid , Deliang Chen, Leah Goldfarb, Heide Hackmann, [[Yuan T. Lee]], Khotso Mokhele, [[Elinor Ostrom]], Kari Raivio, [[Johan Rockström]], Hans Joachim Schellnhuber, Anne Whyte | date = 2010 |title=Earth System Science for Global Sustainability: Grand Challenges | journal = Science | volume = 330 | issue = 6006 | pages=916–917 | doi= 10.1126/science.1196263}}

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Ciencia del sistema Tierra - Historial de revisiones

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