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5.- BIOSFERA.
Secuencia didáctica 6: Biósfera
• Definición de biósfera.
• La Tierra como un todo
De todos los planetas conocidos hasta el momento, la Tierra es el único en el que se encuentra agua líquida. En otros
planetas, las temperaturas son demasiado altas (el agua sólo puede estar en forma de vapor) o demasiado bajas
(por lo que se encuentra como hielo). Existen, no obstante, sospechas de que pudiera encontrarse agua líquida en
algunos satélites, como Europa, satélite de Júpiter.
Hace millones de años, las condiciones físico-químicas del tercer planeta más cercano al sol, nuestra Tierra, hicieron
coincidir una serie de uniones de elementos para que en éste surgiera la vida.
Podrá discutirse, y de hecho se hace, la existencia de una mano divina o la ocurrencia del azar, pero en el que
ahora es un planeta azul que navega por el espacio, aparecieron variadas y simples formas animadas; más tarde,
la profusión de estas formas simples anunció el surgimiento de criaturas complejas, que fueron evolucionados desde
entonces.
Es difícil descubrir cómo o de qué manera surgió este fenómeno de vida en nuestro planeta... el hecho más
importante es que, después de esa cadena de sucesos trascendentales, una gran cantidad de comunidades vivientes,
incluyendo la nuestra, han encontrado un refugio donde vivir: esta delgada capa terrestre denominada Biósfera,
que literalmente se define como "esfera de vida".
DEFINICIONES:
* La biosfera o biósfera es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos del planeta Tierra y sus relaciones.
Este significado de «envoltura viva» de la Tierra, es el de uso más extendido, pero también se habla de biosfera, en
ocasiones, para referirse al espacio dentro del cual se desarrolla la vida.
La biosfera es el ecosistema global. Al mismo concepto nos referimos con otros términos, que pueden considerarse
sinónimos, como ecosfera o biogeosfera.
* Es una creación colectiva de una variedad de organismos y especies que interactuando entre sí, forman la
diversidad de los ecosistemas. Tiene propiedades que permiten hablar de ella como un gran ser vivo, con capacidad
para controlar, dentro de unos límites, su propio estado y evolución.
* La biósfera es el sistema que abarca a todos los seres vivientes de nuestro planeta y a su hábitat; es decir, el lugar
donde se desarrolla su ciclo vital: el aire, el agua y el suelo donde desde los organismos más diminutos hasta las
imponentes especies de plantas y animales, han encontrado el sustento para sobrevivir.
También podemos invertir la definición y decir que todos los seres vivos de la tierra están relacionados unos con otros
y se agrupan en niveles de organización; el nivel máximo, que comprende el conjunto de todos los organismos vivos
y los ambientes en que habitan, se denomina biósfera.
La biósfera es la parte de la Tierra donde se encuentran los seres vivos. Es el espacio de la vida en nuestro planeta.
Podemos encontrar seres vivos en la hidrósfera, la litosfera y la atmósfera. La biósfera es el ecosistema global.
En ecología, la biosfera es el sistema material formado por el conjunto de los seres vivos propios del planeta Tierra,
junto con el medio físico que les rodea y que ellos contribuyen a conformar. Este significado de "envoltura viva" de
la Tierra, es el de uso más extendido, pero también se habla de biosfera a veces para referirse al espacio dentro del
cual se desarrolla la vida, también la biosfera es el conjunto de la litosfera, hidrósfera y la atmosfera.
ESTRUCTURA.
Atmósfera: está constituida por una mezcla de gases:
- Oxígeno (O2): esencial para la vida de todos los organismos.
- Dióxido de carbono: (CO2): que se libera como producto de la respiración de plantas, animales y otros seres vivos.
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- Nitrógeno (N2): el más abundante y muy importante para la vida de nuestro planeta.
Se reconocen cinco capas en la atmósfera: tropósfera, mesósfera, estratósfera, ionósfera y exósfera. Cada capa tiene
un espesor diferente. La composición del aire varía a medida que aumenta la altura.
Geósfera: es la segunda capa que cubre al planeta.
Tiene un grosor de más de 6.000 km. y solo 80 cm corresponden al suelo.
Las rocas, el clima y la presencia o ausencia de organismos determinan el tipo de suelo, que puede ser: orgánico,
arcilloso, arenoso o rocoso.
Hidrósfera: es la tercera envoltura de la tierra.
Representa un lugar donde habita gran variedad de seres vivos cuando se dan condiciones tales como:
temperatura, luminosidad, salinidad.
El nivel de salinidad permite distinguir entre zonas de aguas saladas y zonas de aguas dulces. Estas últimas, que se
utilizan para el riego, se encuentran en menor cantidad en el planeta.
La biósfera se divide en diferentes zonas con características propias denominadas "ecosistemas". Un ecosistema es
básicamente un conjunto estable de elementos vivos y no vivos, que se influyen mutuamente.
Los seres vivos de un ecosistema se clasifican, de acuerdo a la función que desempeñan, en tres categorías; los
Productores, Consumidores y los Descomponedores.
Un productor es un ser vivo capaz de tomar los elementos sencillos que encuentra en su medio y transformarlos en
compuestos complejos (alimento) que utiliza para su subsistencia. Los consumidores son los seres que transforman el
alimento creado por los productores y lo utilizan de acuerdo a sus necesidades. Y los descomponedores son los que
transforman estos compuestos complejos en elementos simples, devolviéndolos al ambiente y cerrando así el ciclo
La Tierra como un todo.
La tierra es una capa fina de materia en la superficie del planeta, en la que plantas y árboles tienen sus raíces.
Está hecha de roca desgastada, materia putrefacta vegetal y animal, y está influenciada por la lluvia, el aire, los
productos químicos y otras materias orgánicas. La composición influye en qué plantas crecerán bien y qué animales
se sentirán atraídos a esa zona. Arenosa, limosa, franca y arcillosa, son los tipos básicos de tierra, y la mayoría estará
hecha de los cuatro. En ella se encuentran todos los ecosistemas.
El paisaje vegetal que hoy día percibimos, es fruto de una serie de acontecimientos que se han venido sucediendo a
lo largo del tiempo, y que han ido originando importantes cambios en la estructura y composición de los bosques.
En tiempos más recientes, los efectos de las actividades humanas (deforestaciones, fuegos, prácticas agropastorales,
repoblaciones, etc.) han determinado cambios evidentes en el medio ambiente.
Océanos
En los océanos la vida se concentra en la capa superficial, zona fótica, en la que penetra la luz.
La cadena trófica empieza aquí con fotosintetizadores que son sobre todo cianobacterias y protistas, generalmente
unicelulares y planctónicos.
Además de en la zona fótica, hay una vida marina próspera en cada uno de los oscuros y extensos fondos del
océano, la cual depende, para su nutrición, de la materia orgánica que cae desde arriba, en forma de residuos y
cadáveres. En algunos lugares en los que los procesos geotectónicos hacen aflorar aguas calientes cargadas de sales,
son importantes los productores primarios, autótrofos, que obtienen la energía de reacciones químicas basadas en
sustratos inorgánicos; el tipo de metabolismo que llamamos quimiosíntesis.
Los factores limitantes para el desarrollo de la vida son aquí algunos nutrientes esenciales, como el hierro, que son
escasos, y la máxima productividad la encontramos en los mares fríos y en ciertas regiones tropicales, contiguas a los
continentes, en las que las corrientes hacen aflorar nutrientes desde el fondo del mar. Fuera de esos lugares, las
regiones pelágicas (en alta mar) de las latitudes cálidas son desiertos biológicos, con poca densidad de vida. Los
ecosistemas marinos más ricos y complejos son sin embargo tropicales, y son los que se desarrollan a muy poca
profundidad, sólo unos metros, ricos en vida bentónica, cerca de la orilla; el ejemplo más claro son los arrecifes
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coralinos.
En contra de ciertos prejuicios, la densidad media de vida es mayor en los continentes que en los océanos en la
biosfera actual; aunque como el océano es mucho más extenso, le corresponde aproximadamente el 50% de la
producción primaria total del planeta.
Continentes
En los continentes la cadena trófica arranca de las plantas terrestres, fotosintetizadores que obtienen nutrientes
minerales del suelo gracias a las mismas estructuras con que se anclan, las raíces, haciendo circular agua hacia el
follaje, donde la evaporan.
Por esta razón el principal factor limitante en los continentes es la disponibilidad de agua en el suelo, a la vez que lo
es la temperatura, que es más variable que en los mares, donde el elevado calor específico del agua asegura un
ambiente térmico muy homogéneo y estable en el tiempo. Por la razón indicada, la biomasa, la productividad
bruta y la diversidad ecológica, se distribuye:
* Siguiendo un gradiente, con un máximo hacia el ecuador y un mínimo en las regiones polares, en correlación con
la energía disponible.
* Concentrada en tres bandas extendidas latitudinalmente. La primera de ellas es la ecuatorial, donde las lluvias
producidas por el frente intertropical, que son de tipo cenital, se producen todo el año o alternando con una
estación seca. Las otras dos, más o menos simétricas, cubren las latitudes medias o templadas, donde hay una
mayor o menor abundancia de lluvias ciclonales, que acompañan a las borrascas.
Entre esas zonas húmedas y de vida densa, hay dos franjas simétricas de regiones desérticas o semidesérticas
tropicales, donde aunque la biomasa es baja, es elevada la biodiversidad. En las latitudes altas de ambos
hemisferios tenemos, por último, las regiones polares, donde la pobreza de vida se explica por la escasez de agua
líquida tanto como por la de energía.
Biosfera profunda
Hasta hace poco se ponía como límite para la vida el nivel, a pocos metros de profundidad, hasta donde se
extienden las raíces de las plantas. Ahora hemos comprobado que no sólo en los fondos oceánicos hay ecosistemas
dependientes de organismos quimioautótrofos, sino que la vida de este tipo se extiende hasta niveles profundos de
la corteza. Consiste en bacterias y arqueas extremófilas, las cuales extraen energía de procesos químicos inorgánicos
(Quimiosíntesis). Prosperan sin duda mejor en lugares donde aparecen ciertas mezclas minerales inestables, que
ofrecen un potencial de energía química; pero la Tierra es geológicamente un planeta aún vivo, donde los procesos
internos generan aún constantemente situaciones así.
Homeostasis
La organización de la vida se basa en una jerarquía de niveles de complejidad, con sistemas menores que se
organizan para formar otros mayores, más complejos y potencialmente más variados.
Se trata de sistemas auto organizados con distintos grados de control cibernético sobre su estado.
El máximo autocontrol lo encontramos en los niveles que llamamos de las células y de los organismos; de hecho
basta una célula para tener un organismo autónomo (un organismo unicelular).
En menor medida observamos autocontrol, por mecanismos cibernéticos de realimentación negativa, en el nivel de
organización de los ecosistemas. Algunos autores, como el propio Vernadski, y luego señaladamente James
Lovelock, valoraron que la misma posibilidad la demuestra el ecosistema global, es decir, la biosfera. La biosfera
muestra, aunque no con el grado de control de un organismo, capacidades de homeostasis (regulación de su
composición y estructura) y homeorresis (regulación del ritmo de sus procesos internos y de intercambio).
Astrobiología
El descubrimiento de la biosfera profunda trajo consigo un importante cambio teórico y psicológico, al mostrar la
viabilidad de la vida en ambientes extremos y en ausencia de luz, en contra de nuestros conceptos anteriores. La
progresiva comprensión de lo que representa la biosfera terrestre, ha hecho cambiar las ideas acerca de la
probabilidad de la aparición espontánea de vida en otros cuerpos planetarios, y de su progresión para formar otras
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biosferas, haciendo racional la esperanza de observar vida en cuerpos planetarios del Sistema Solar donde nos
parecía antes imposibles.
HIPÓTESIS DE GAIA
El estudio de la habitabilidad planetaria está parcialmente basado en una extrapolación del conocimiento de las
condiciones terrestres, ya que actualmente la Tierra es el único planeta en el que se conoce la presencia de vida.
La hipótesis de Gaia es un conjunto de modelos científicos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y
mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, afectando al entorno.
Según la hipótesis de Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo
coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales
como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un
sistema auto-regulador (que tiende al equilibrio). La teoría fue ideada por el químico James Lovelock en 1969
(aunque publicada en 1979) siendo apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis.
Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding, fue éste quien le sugirió que
la denominase “Gaia”, diosa griega de la Tierra (Gaia, Gea o Gaya).
Esta hipótesis se basa en la idea de que la biomasa autorregula las condiciones del planeta para hacer su entorno
físico (especialmente temperatura y química atmosférica) más hospitalario con las especies que conforman la
«vida». La hipótesis Gaia define esta «hospitalidad» como una completa homeostasis. Un modelo sencillo que suele
usarse para ilustrar la hipótesis Gaia es la simulación del mundo de margaritas.
Según la segunda ley de la termodinámica un sistema cerrado tiende a la máxima entropía. En el caso del planeta
Tierra su atmósfera debería hallarse en equilibrio químico, todas las posibles reacciones químicas ya se habrían
producido y su atmósfera se compondría mayoritariamente de CO2 (Se estimó que la atmósfera debería
componerse de, aproximadamente, un 99% de CO2) sin apenas vestigios de oxigeno y nitrógeno. Según la teoría de
Gaia, el que al día de hoy la atmósfera la compongan un 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno y apenas un 0,03% de
dióxido de carbono se debe a que la vida, con su actividad y su reproducción, mantiene estas condiciones que la
hacen habitable para muchas clases de vida
Reserva de la biosfera
En 1970 la UNESCO empezó el proyecto "el hombre y la biosfera", que tenía como objetivo conciliar la mentalidad y
el uso de los recursos naturales, esbozando el concepto actual de desarrollo sostenible. Como parte de ese proyecto
se seleccionarían lugares geográficos representativos de los diferentes hábitats del planeta, abarcando tanto
ecosistemas terrestres como marítimos. Esas áreas se conocen como reservas de la biosfera.
Estas reservas de la biosfera están reconocidas internacionalmente, aunque permanecen bajo la soberanía de sus
respectivos países, y no están cubiertas ni protegidas por ningún tratado internacional. Se seleccionan por su interés
científico, basándose en una serie de criterios que determinan si un espacio se incluye en el programa.
La función de estos espacios es además de la conservación y protección de la biodiversidad, también el desarrollo
económico y humano de estas zonas, la investigación, la educación y el intercambio de información entre las
diferentes reservas, que forman una red mundial
En junio de 2010, existen 564 reservas de la biosfera en 109 países diferentes.
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TEMA 3.- COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y DINÁMICA DE LA BIOSFERA
3.1.- CONCEPTO DE BIOSFERA, ECOSFERA Y ECOSISTEMA
VER CONCEPTOS PREVIOS DE ECOLOGÍA
Es la cubierta de la vida. Es la parte del planeta donde se encuentran los
seres vivos, unos 8 Km. Por encima y por debajo de la superficie terrestre y
por debajo del mar.
No es una capa uniforme, ni en grosor ni en densidad.
BIOSFERA
Vernadsky 1911
Actualmente se considera como el conjunto de seres vivos que habitan en
el planeta en un lugar y en un tiempo determinado.
Como necesitan un lugar y unas características que hagan posible su
existencia llegamos al concepto de ECOSFERA.
Si la Biocenosis es el conjunto de seres vivos que habitan en un ecosistema,
la ecosfera será el conjunto de seres vivos que habitan en la Biosfera.
La biosfera es uno de los subsistemas terrestre, que interacciona con los
demás subsistemas (atmósfera, hidrosfera y Geósfera).
ECOSFERA
Estos otros subsistemas componen el lugar donde se asientan los seres vivos
que componen la Biosfera (Ecosfera) y por tanto son su biotopo.
Tampoco podemos olvidar que los organismos no viven de forma aislada
por lo que surgen interacciones entre ellos y de ellos con el medio que les
rodea. Serían los factores bióticos y abióticos.
3.2.- COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA BIOSFERA
Conjunto de seres vivos de la misma especie que viven en un ecosistema en
POBLACIÓN
un momento determinado.
Se refiere a la forma en que disponen las poblaciones y las interrelaciones
que tienen lugar entre ellos.
ESTRUCTURA DE UN ECOSISTEMA
Estas relaciones se basan básicamente en términos de FLUJO DE ENERGÍA
Y CICLOS DE MATERIA
Desde el punto de vista de los modelos se considera que entre las
poblaciones de seres vivos y el medio existen una serie de relaciones
CAUSALES.
TEORIA DE SISTEMAS
Desde el punto de vista termodinámico, la biosfera debe considerarse como
un subsistema ABIERTO (intercambia materia y energía), mientras que la
Tierra en su conjunto sería un sistema CERRADO (solamente intercambia
energía).
RESERVAS DE LA BIOSFERA
1 ALTO GOLFO DE CALIFORNIA Y DELTA DEL RÍO COLORADO
2 EL PINACATE Y GRAN DESIERTO DE ALTAR
3 EL VIZCAÍNO
4 SIERRA LA LAGUNA
5 ARCHIPIÉLAGO DE REVILLAGIGEDO
6 LA MICHILÍA
7 MAPIMI
8 EL CIELO
9 SIERRA DE MANANTLAN
10 CHAMELA-CUIXMALA
11 SIERRA DEL ABRA TANCHIPA
12 PANTANOS DE CENTLA
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13 EL TRIUNFO
14 LACANTÚN
15 MONTES AZULES
16 CALAKMUL
17 SIAN KA'AN
18 LA SEPULTURA 1
19 LA ENCRUCIJADA2
LOCALIZACIÓN GENERAL RESERVAS ESPECIALES DE LA BIOSFERA
20 ISLA GUADALUPE
21 ISLAS DEL GOLFO DE CALIFORNIA
22 ISLA RASA
23 ISLA TIBURÓN
24 CAJÓN DEL DIABLO
25 MARIPOSA MONARCA
26 VOLCÁN DE SAN MARTÍN
27 SIERRA DE SANTA MARTA
28 SELVA EL OCOTE
29 CASCADA DE AGUA AZUL
30 RÍA CELESTÚN
31 RÍA LAGARTOS
32 ISLA CONTOY
MONUMENTOS NATURALES
33 CERRO DE LA SILLA
34 BONAMPAK
35 YAXCHILÁN
PARQUES MARINOS NACIONALES
36 CABO PULMON
37 SISTEMA ARRECIFAL VERACRUZANO
38 ARRECIFE ALACRANES
AREAS DE PROTECCIÓN DE FLORA Y FAUNA
39 CAÑÓN DE SANTA ELENA
40 MADERAS DEL CARMEN
41 CUATROCIÉNEGAS
42 CORREDOR BIOLÓGICO CHICHINAUTZIN
43 CHAN-KIN
44 LAGUNA DE TÉRMINOS
45 YUM-BALAM
46 UAYMIL
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Carta de la Tierra
Resumen
La Carta de la Tierra es una síntesis de valores, principios y aspiraciones ampliamente compartidos por un número
creciente de hombres y mujeres en todas las regiones del mundo.
Los principios de la Carta de la Tierra reflejan consultas internacionales extensivas conducidas por un período de
varios años. Estos principios también están basados en la ciencia contemporánea, las leyes internacionales y en lo
más profundo de la filosofía y la religión.
La Carta de la Tierra (del inglés The Earth Charter) es una declaración internacional de principios,
propuestas y aspiraciones para una sociedad mundial sostenible, solidaria, justa y pacífica en el siglo XXI.
La declaración contiene un planteamiento global y conciso de los retos del planeta, así como propuestas de cambios
y de objetivos compartidos que pueden ayudar a resolverlos.
Aunque abarca muchas áreas de atención y de detalle, su resumen es muy simple: todos somos uno. La Carta llama
a la humanidad a desarrollar una visión universal y de conjunto en una coyuntura crítica de la historia.
La Carta no ha nacido con el objetivo de ser un documento internacional más. Tratando de ir más allá de la teoría,
se ha ido desarrollando a la vez un movimiento internacional plural, autónomo, que trabaja para poner en
práctica sus principios. Esta red civil global es conocida como la Iniciativa de la Carta de la Tierra.
Misión de la Carta de la Tierra
Con el lanzamiento oficial de la Carta de la Tierra en el Palacio de la Paz en La Haya el 29 de junio del 2000, se
inició una nueva fase para la Iniciativa.
La misión de la Iniciativa de ahora en adelante es establecer una base ética sólida para la sociedad global
emergente y ayudar a crear un mundo sostenible basado en el respecto a la naturaleza, los derechos humanos
universales, la justicia económica y una cultura de paz.
Las Metas de la Carta de la Tierra
1º. Promover la diseminación e implementación de la Carta de la Tierra por parte de la sociedad civil, el sector
de negocios y el gobierno en todos sus niveles.
2º. Instar y apoyar el uso educativo de la Carta de la Tierra en ambientes tanto formales como no formales.
3º. Buscar el aval a la Carta de la Tierra por parte de las Naciones Unidas.
Principios
El texto de la Carta está estructurado en torno a 4 principios básicos o angulares, desplegados en 16 principios
generales, desarrollados y complementados a su vez en 61 principios de detalle o de apoyo. Todos ellos van
precedidos de un Preámbulo, y finalizan con un texto de conclusión (El camino hacia adelante).
El conjunto posee gran belleza (y por tanto fuerza atractiva). Es un texto sin duda adecuado para inaugurar el
nuevo milenio. En él se recoge lo mejor que el discurso ecológico ha producido, junto con los resultados más
aceptados de las ciencias de la vida y del universo, todo ello con gran densidad ética y humanista. Éstos son los 16
principios generales:
I. Respeto y cuidado de la vida.
1. Respetar la Tierra y la vida en toda su diversidad.
2. Cuidar la comunidad de la vida con entendimiento, compasión y amor.
3. Construir sociedades democráticas que sean justas, participativas, sostenibles y pacíficas.
4. Asegurar que los frutos y la belleza de la Tierra se preserven para las generaciones presentes y futuras.
II. Integridad ecológica
5. Proteger y restaurar la integridad de los sistemas ecológicos de la Tierra, con especial preocupación por la
diversidad biológica y los procesos naturales que sustentan la vida.
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6. Evitar dañar como el mejor método de protección ambiental y, cuando el conocimiento sea limitado, proceder
con precaución.
7. Adoptar patrones de producción, consumo y reproducción que salvaguarden las capacidades regenerativas de la
Tierra, los derechos humanos y el bienestar comunitario.
8. Impulsar el estudio de la sostenibilidad ecológica y promover el intercambio abierto y la extensa aplicación del
conocimiento adquirido.
III. Justicia social y económica
9. Erradicar la pobreza como un imperativo ético, social y ambiental.
10. Asegurar que las actividades e instituciones económicas, a todo nivel, promuevan el desarrollo humano de forma
equitativa y sostenible.
11. Afirmar la igualdad y equidad de género como prerrequisitos para el desarrollo sostenible y asegurar el acceso
universal a la educación, el cuidado de la salud y la oportunidad económica.
12. Defender el derecho de todos, sin discriminación, a un entorno natural y social que apoye la dignidad humana,
la salud física y el bienestar espiritual, con especial atención a los derechos de los pueblos indígenas y las minorías.
IV. Democracia, no violencia y paz
13. Fortalecer las instituciones democráticas en todos los niveles y brindar transparencia y rendimiento de cuentas en
la gobernabilidad, participación inclusiva en la toma de decisiones y acceso a la justicia.
14. Integrar en la educación formal y en el aprendizaje a lo largo de la vida, las habilidades, el conocimiento y los
valores necesarios para un modo de vida sostenible.
15. Tratar a todos los seres vivientes con respeto y consideración.
16. Promover una cultura de tolerancia, no violencia y paz.
La Carta finaliza con estas alentadoras palabras:
Que el nuestro sea un tiempo que se recuerde:
- por el despertar de una nueva reverencia ante la vida;
- por la firme resolución de alcanzar la sostenibilidad;
- por el aceleramiento en la lucha por la justicia y la paz y
- por la alegre celebración de la vida.