viernes, 22 de mayo del 2015 Fecha
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¡El futuro incierto!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Futuro incierto    ~    Comentarios Comments (1)

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                                                                                      ¿Qué papel jugaremos nosotros para cuando esto llegue?

A mí, particularmente, me da mucho miedo un futuro en el que las máquinas sean imprescindibles. En este mismo momento ya casi lo son. ¿Qué haríamos sin ordenadores que mediante sus programas dirigen fábricas, llevan todo el movimiento de las Bolsas del mundo y de los bancos, dirigen los satélites del espacio, llevan a cabo complicadas operaciones quirúrgicas y montan y ensamblan elaborados mecanismos industriales? El mundo quedaría paralizado.

 

                                                                  Robots que, como Data, superen a los humanos

Pienso en un mundo mucho más avanzado, dentro de 500 – 1.000 años. ¿Qué habrá pasado con los robots?, máquinas cada vez más perfectas que llegarán a autofabricarse y repararse. ¿Cómo evolucionarán a partir de esos procesadores inteligentes de la nanotecnología? ¿Llegarán algún día a pensar por sí mismas? Ahí puede estar uno de los grandes peligros de la Humanidad.

La invención del robot (del checo, robota, trabajo) se debe al esfuerzo de las sociedades humanas por liberarse de las labores más ingratas y penosas a que se ven obligados algunos de sus individuos. En un principio, la apariencia de los robots sólo atendía a las razones prácticas de las funciones que cada modelo tenía que desempeñar, o sea, su morfología estaba aconsejada por criterios funcionales y prácticos.

No saber donde está el límite… ¡Qué peligro!

Una vez superada la primera fase, el hombre trata de fabricar robots que cada vez sean más semejantes a su creador, y aunque las primeras figuras han sido algo groseras y poco hábiles en sus movimientos, poco a poco se va perfeccionando la imitación de los humanos.

Un robot se diferencia fundamentalmente de una máquina por su capacidad para  funcionar de modo automático sin la acción permanente del hombre. Los primeros robots se mostraron especialmente válidos para llevar a cabo aquellos trabajos sencillos y repetitivos que resultaban tediosos y pesados al hombre (al Ser Humano mejor). También son ideales para el trabajo en el que se está expuesto a cierto peligro o se trabaja con materiales peligrosos en lugares nocivos para los seres vivos

Nuevas generaciones de robots que…, ¿comienzan a ser peligrosos? Tienen cerebros positrónicos

Las máquinas del futuro nos pueden superar. Hemos comenzado a inventar robots que, cada vez son más sofisticados y tienen más prestaciones y, de seguir por ese camino, de no poner unas reglas claras, precisas u rígidas sobre el límite…las cosas podrían salir mal.

Una de las condiciones esenciales que debe tener una máquina-robot para ser considerada como tal es la posibilidad de ser programada para hacer tareas diversas según las necesidades y la acción que de ellos se requieran en cada situación. Y, si llegan a poseer la potestad de pensar por sí mismas, de repentizar soluciones no programadas, de sentir y ser conscientes…¡malo!

Dentro de algunas decenas de años, por ejemplo, no será necesario que ningún astronauta salga al espacio exterior para reparar estaciones espaciales o telescopios como hacen ahora, con riesgo de sus vidas, con el Hubble.

El miedo a los robots del futuro que antes citaba está relacionado con el hecho de que la robótica es el estudio de los problemas relacionados con el diseño, aplicación, control y sistemas sensoriales de los robots.

Ya van quedando muy viejos aquellos robots de primera generación (en realidad brazos mecánicos), muy utilizados en labores de menos precisión de la industria automovilística. Hoy día, los robots que se fabrican, están provistos de sofisticados sistemas “inteligentes” que son capaces de detectar elementos e incluso formas de vida rudimentarias. El proyecto de la NASA en el río Tinto es un ejemplo de ello; allí han utilizado pequeños robots capaces de comunicar datos científicos de los hallazgos en el fondo de un río. Actúan mediante programas informáticos complejos o no, que hacen el trabajo requerido.

… pusieron en marcha el proyecto Ptinto por el Centro de Astrobiología y el proyecto Snorkel por la NASA consistente en probar en dicho río varios robots subacuaticos que buscarían la presencia de vida … Aguas con un PH imposible que, sin embargo, contenía una rica diversidad de vida.

Las necesidades de la industria aeronáutica, poco a poco, han ido exigiendo sistemas de mayor precisión, capaces de tomar decisiones adecuadas en un entorno predefinido en función de las condiciones particulares de un momento dado. Estos ingenios, llamados de segunda generación, poseen instrumentos propios y programación informática dotada de medios de autocorrección frente a estímulos externos variables.

Los sensores utilizados por los sistemas robóticas de segunda generación son, con frecuencia, equipos de cámaras electrónicas digitales que convierten la imagen luminosa recibida desde el exterior en impulsos eléctricos que se comparan con patrones almacenados en un pequeño núcleo de memoria informática. Así mismo, disponen de instrumentos táctiles de alta sensibilidad y de detección de pesos y tensiones.

Robot 'Curiosity'

     Incluso en otros planetas a millones de distancia de la Tierra, realizan los trabajos programados

Los robots de tercera generación emplean avanzados métodos informáticos, los llamados sistemas de inteligencia artificial, y procedimientos de percepción multisensorial (estoy leyendo una maravillosa tesis doctoral de un ingeniero de materiales – hijo de un buen amigo – que es fascinante, y me está abriendo la mente a nuevos campos y nuevos conceptos en el ámbito de la inteligencia artificial. Su nombre es A. Mora Fernández, y tiene la suerte de ser, además, un físico teórico matemático, con lo cual, según lo que puedo deducir de su trabajo, le espera grandes empresas y mi deseo personal es que triunfe en ese complejo mundo de fascinantes perspectivas al que pertenece).

Estos ingenios de tercera generación adoptan algunas características del comportamiento humano al contar con la capacidad para percibir la realidad del entorno desde varias perspectivas y utilizar programas que rigen su propia actuación de modo inteligente. Conscientes de su situación espacial, los robots de tercera generación comprenden directamente el lenguaje humano y lo utilizan para comunicarse con las personas.

                                                                  Los Androides del futuro. ¿Tendrán autonomía de pensamiento?

La ciencia robótica, basándose en avanzados principios de la electrónica y la mecánica, busca en la constitución y modo de funcionamiento del cuerpo y del cerebro humano los fundamentos con los que diseñar androides de posibilidades físicas e intelectivas semejantes a los del ser humano.

Nada de esto es ciencia ficción; es lo que hoy mismo ocurre en el campo de la robótica. Aún no podemos hablar de robots con cerebros positrónicos capaces de pensar por sí mismos y tomar decisiones que no le han sido implantados expresamente para responder a ciertas situaciones, pero todo llegará. Ya tienen velocidad, flexibilidad, precisión y número de grados de libertad. ¿Qué hasta donde llegarán? ¡Me da miedo pensar en ello!

  Pronto nos costará distinguirlos

Mecánicamente, el robot ya supera al ser humano; hace la misma tarea, con la misma velocidad y precisión o más que aquél, y tiene la ventaja de que no se cansa, puede continuar indefinidamente desempeñando la tarea en lugares que para nosotros serían imposibles por sus condiciones extremas.

Menos mal que, de momento al menos, el cerebro del ser humano no puede ser superado por un robot, ¿pero será para siempre así? Creo que el hombre es un ser que, llevado por sus ambiciones, es capaz de cometer actos que van encaminados a lograr la propia destrucción y, en el campo de la robótica, si no se tiene un exquisito cuidado, podemos tener un buen ejemplo.

Antes de dotar a estas máquinas de autonomía de obrar y de pensar, debemos sopesar las consecuencias y evitar, por todos los medios, que un robot pueda disponer como un ser humano del libre albedrío, como artificial que es, siempre debe estar limitado y tener barreras infranqueables que le impidan acciones contrarias al bienestar de sus creadores o del entorno.

Es muy importante que los sistemas sensoriales de los robots estén supeditados a los límites y reglas requeridas por los sistemas de control diseñados, precisamente, para evitar problemas como los que antes mencionaba de robots tan avanzados y libre pensadores e inteligentes que, en un momento dado, puedan decidir suplantar a la Humanidad a la que, de seguir así, podrían llegar a superar.

            Esta simpática imagen ya ha sido superada

Pensemos en las ventajas que tendrían sobre los humanos una especie de robots tan inteligentes que ni sufrirían el paso del tiempo ni les afectaría estar en el vacío o espacio exterior, o podrían tranquilamente, al margen de las condiciones físicas y geológicas de un planeta, colonizarlo fácilmente, aunque no dispusiera de atmósfera, ya que ellos no la necesitarían y, sin embargo, podrían instalarse y explotar los recursos de cualquier mundo sin excepción. ¡Menuda ventaja nos llevarían! Además, lo mismo que nosotros nos reproducimos, los robots se fabricarán unos a otros.  Ni las famosas tres leyes de Asimos me tranquilizan… ¿Las recuerdan?

  1. Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.
  3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.

Pero, ¿quién puede asegurar que con los complejos y sofisticados sensores y elementos tecnológicos avanzados con los que serán dotados los robots del futuro, éstos no pensarán y decidirán por su cuenta? ¡Creo que nadie está en situación de asegurar nada! La amenaza está ahí, en el futuro, y el evitarla sólo depende de nosotros, los creadores. ¡Es tanta nuestra ignorancia! No siempre hemos sabido cuando nos teníamos que parar, y, estamos hablando de crear una nueva especie con inteligencia que nos podría desbancar.

 

Ciertamente hemos imaginado mundos futuros en los que, no parece que las tres leyes de la robótica puedan preservar la integridad física de los humanos. Si los robots alcanzan ese nivel autónomo de pensamiento… Sería, ¡la rebelión de las máquinas! tantas veces vista en la ficción del cine.

¿Que puede impedir que en el futuro los robots tengan conciencia de ser, o, incluso, sentimientos?

“Investigadores españoles han realizado un estudio sobre el impacto que tendrán los robots en la sociedad del futuro. Los resultados son inquietantes: según sus descubrimientos para el año 2020 los robots serán tan “inteligentes” y su interacción con los humanos será tan grande que existirá un desequilibrio tecnológico enorme entre quienes posean o no una estas herramientas.

Parece mentira que, alguna vez, lleguen a sentir… llorar o reir. El día que puedan tomar decisiones por sí mismos… ¡Mal futuro espera a la Humanidad!

Mirando a mi alrededor, de manera clara y precisa, puedo comprobar que el mundo biológico está compuesto por una variedad de seres que, siendo iguales en su origen, son totalmente distintos en sus formas y en sus mentes, y, de la misma manera, al igual que en nuestro planeta Tierra, pasará en otros situados en regiones remotas del espacio. Y, pensando en nuestras vidas, podemos llegar a preguntarnos si todo ésto tiene algún sentido. ¿Para qué tanto esfuerzo y trabajo? ¿No será que estamos preparando el terreno para “seres” artificiales que, mejor dotados que nosotros para salir al espacio exterior, serán los que suplanten a la Humanidad y cumplan finalmente los sueños de ésta, que harán suyos?.

¡Qué lastima! Si ese fuera nuestro destino. ¡Fabricar a una especie artificial para que cumpliera nuestros deseos! Lo cierto es que, nosotros los humanos, no estamos físicamente preparados para viajar a las estrellas, y, de hacerlo, necesitaríamos dotarnos de tanta seguridad que, los costes, serían impensables. Naves como ciudades que nos transportaran muy lejos, y, pensando en que estamos supeditamos a la velocidad de la luz, estas naves-ciudades estarían preparadas para mantener a generaciones.

 

    Ciudades que surcan el hiperespacio y que se pueden situar en los fondos marinos

Nuestro futuro es muy incierto, y, como podemos ver cada día, estamos supeditados a los caprichos de la Naturaleza. Conceptualmente, la biología generalmente va a la saga de la física. Si bien es cierto que las ideas de Darwin sobre la evolución han desplazado la concesión trasnochada y, ¿por qué no?, anti-ilustrada de la creación espacial, pero es cierto que bien entrado el siglo XX, muchos biólogos todavía pensaban instintivamente que los seres humanos representaban la culminación de la evolución, y que nuestra especie no era simplemente el centro del desarrollo evolutivo sino, en realidad, su razón de ser. Y, tales pensamientos, nos pueden dar una idea muy clara del nivel de sabiduría del que podemos presumir.

Ahora sabemos que nuestra contribución al árbol genealógico de la vida es tan periférica y minúscula como la de la Tierra en el Universo. El árbol, tal como lo podemos ver hoy, es realmente frondoso. Desde que surgió la vida en la Tierra, probablemente haya producido cientos de miles de millones, quizás billones, de ramitas, donde cada ramita representa una especie, y Homo sapiens es sólo una más entre ellas. En pocas palabras, nuestra especie ha sido tan cabalmente “periferalizada” por la biología como lo ha sido por la cosmología. Sólo somos una de las formas de vida que habita el Universo y, no es seguro que seámos la más inteligente.

       La vida pudo llegar del Espacio porque, por todo el Espacio están sembrados sus ingredientes

Una vez que hemos comprendido que no somos “los elegidos” y que, estamos en este Mundo, una infinitesimal fracción de una Galaxia de entre cientos de miles de millones de ellas, podemos ser conscientes de que, la humildad será nuestra mejor elección para no equivocarnos y llevarnos decepciones que, en otro caso, serían de consecuencias muy graves. Muchas pueden ser las criaturas que, habitantes de otros mundos, nos pueden superar en inteligencia y conocimientos y, seguramente por eso, porque en nuestro fuero interno algo nos dice que es así, nos estamos preparando para ese futuro que irremediablemente llegará, y, lo único que podemos hacer es crear réplicas de nosotros mismos que, aunque artificiales, puedan representarnos de alguna manera en ese futuro incierto.

                                  No podemos saber lo que vendrá. ¡Es tan grande el Universo!

Ese encuentro maravilloso que tantas veces hemos imaginado, es posible que no lo sea tanto. No podemos saber las criaturas que pueden estar presentes en otros mundos y con qué medios puedan contar. Siempre se me hizo cuesta arriba el hecho de que, algún día del futuro, los robots fabricados por nosotros, podrían adquirir la supremacía del planeta. Sin embargo, alguna vez he pensado también que, quizás, sea la única manera de poder hacer frente a lo que vendrá.

Hemos oído en no pocas ocasiones que la realidad supera a la imaginación, y, desde luego, simplemente con ver todo lo que existe en el Universo, podemos dar fe de tal afirmación. ¿Quién iba a pensar hace 150 años en la existencia de Agujeros Negros o Estrellas de Neutrones? Y, de la misma manera que aquí en la Tierra surgieron cientos de miles de especies y formas de vida a lo largo de su historia, ¿qué prohíbe que en otros mundos surgieran también especies de vida que ni podemos imaginar? ¿Y, la Naturaleza? En Japón hemos visto estos días de lo que es capaz y, desde luego nada puede ser descartado.

                     Cualquier cosa puede ser posible, ¡es tan frágil la línea que nos separa del Caos!

Es cierto, nuestras limitaciones son enormes, enorme es también nuestra ignorancia y, si somos conscientes de ello, habremos dado un gran paso para hacer frente a lo que pueda venir. Al menos no nos cogerá desprevenido y, el suceso es menos doloroso cuando se espera.

Sí, es verdad, que a veces, confundimos la ilusión y la euforia del momento con la realidad. Sin embargo, nada más lejos de ser cierto. Vivimos en una falsa seguridad cotidiana que nos hace no pensar en lo que puede llegar: Un accidente, una enfermedad, un meteorito caído del cielo, un terremoto, o, incluso una estrella enana marrón que choque con la Luna y dé al traste con nuestra tranquila vida en este planeta.

 

El destino, ¡tiene tántas bifurcaciones! Parece un laberinto de espejos que lo hace incierto. ¿Cómo evolucionaremos? ¿Crearemos a nuestros destructores? Tenemos que ser consecientes de que jo somos nada especiales, de que la vida prolifera en el Universo por infinidad de mundos, que no podemos tirar por la borda lo que tanto trabajo nos costó conquistar, y, antes de dar algún paso de consecuencias irreversibles… ¡Debemos contar hasta un millón, para que nos dé tiempo a recapacitat!

Pero lo cierto es que, ilusos y tranquilos -de otra manera sería horrible la vida-, seguimos avanzando y, a veces, creyéndonos más de lo que en realidad somos. No podemos negar nuestros éxitos, en estos últimos años hemos sido capaces de determinar los genes responsables de las más variadas manifestaciones de nuestra existencia: susceptibilidad a la obesidad, diferentes tipos de tumores, esquizofrenia, depresión o la mayor o menor capacidad para danza y ritmo. Y, con sorpresa para algunos, se ha podido saber que nuestra secuencia genética sólo difiere un 0’5% de nuestros parientes cercanos neandertales o que tampoco estamos muy lejos, genéticamente hablando, de algunos equinodermos que divergieron de nuestra rama evolutiva hace ahora 500 millones de años. Siendo eso así (que lo es), habrá que ser más humildes y jugar a ser dioses.

También, al mismo tiempo, hemos construido ingenios que enviados a otros mundos, situados a millones de kilómetros del nuestro, nos mandan imágenes que podemos contemplar tranquilamente sentados en el salón de nuestras casas. Y, paralelamente, se trabaja en cerebros artificiales espintrónicos y, más adelante, positrónicos que ocuparan cuerpos perfectos de robots que, aunque artificiales, algún día llegarán a pensar y sentir. ¿Serán nuestros sucesores? ¿Serán los que finalmente realizarán nuestros sueños de viajar a las estrellas?

Sin embargo, y a pesar de tantas proezas, si en algo sigue la ciencia gateando en la oscuridad, es precisamente en el total desconocimiento de la parte más compleja y delicada de nuestro cuerpo: ¡el Cerebro! ¡Si tuviéramos tiempo!

emilio silvera

El fino equilibrio que permite la presencia de la Vida

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Vida    ~    Comentarios Comments (1)

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 sigma-orionis/" rel="prev">Sigma Orionis

 

 

 

 

Sigma Orionis es un sistema estelar múltiple complicado, con una distancia medida-Hipparcos de 350 pc. Los componentes primarios y secundarios medidos aquí sólo están separados por 0,25 segundos de arco (87,5 sigma-orionis/#">UA a 350 pc). Se cree que es parcialmente responsable de la ionización de la  Nebulosa Cabeza de Caballo. Su período es de alrededor de 155 años. Componentes D y E son dos estrellas B2, con separaciones angulares de 12,9 y 41,6 segundos de arco.

 

 

planeta rojo

Mucho es lo que desde hace mucho tiempo ya, se ha venido especulando con la posible existencia de vida en el planeta Marte. Los canales que algunos creyeron ver como obra artifical hecha por seres inteligentes resultaron ser cañones naturales hecho por grandes correntías de agua, y, aquellos marcianitos verdes de las novelas y películas… ¡Quedaron diluidos por el conocimiento del planeta hermano! Sin embargo, no podemos negar la presencia de vida en alguna parte que, muy posiblemente, sea en el subsuelo.

 

 

agujeros

 

 

La idea de que Agujeros negros gigantes podían activar los cuásares y las radiogalaxias fue concebida por Edwin Salpeter y Yakov Borisovich  Zel´dovich en 1964. Esta idea era una aplicación obvia del descubrimiento de dichos “personajes” de que las corrientes de gas, cayendo hacia un agujero negro, colisionarían y radiarían.

Una descripción más completa y realista de la caída de corriente de gas hacia un agujero negro fue imaginada en 1969 por Donald Lynden-Bell, un astrofísico británico en Cambridge. Él argumentó convincentemente, que tras la colisión de las corrientes de gas, estas se fundirían, y entonces las fuerzas centrífugas las harían moverse en espiral dando muchas vueltas en torno al agujero antes de caer dentro; y a medida que se movieran en espiral, formarían un objeto en forma de disco, muy parecidos a los anillos que rodean el planeta Saturno: Un disco de Acreción lo llamó Lynden-Bell puesto que el agujero está acreciendo (todos hemos visto la recreación de figuras de agujeros negros con su disco de acreción).

 

 

 

Un haz de Láser en el aire viajando cerca del 99.97% de la rapidez de la luz en el vacío

Está claro que la luz se desplaza a enormes velocidades. Si pulsamos el interruptor apagado de la lámpara de nuestro salón, todo queda a oscuras de manera instantánea. La velocidad del sonido es más lenta; por ejemplo, si vemos a un leñador que está cortando leña en un lugar alejado de nosotros, sólo oiremos los golpes momentos después de que caiga el hacha. Así pues, el sonido tarda cierto tiempo en llegar a nuestros oídos. En realidad es fácil medir la velocidad de su desplazamiento: unos 1.206 Km/h en el aire y a nivel del mar.

El fino equilibrio que permite la presencia de la Vida:

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre los atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad.  En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético y perdió su atmósfera hace tiempo, es un planeta difícil para unos posibles viajeros que lleguen a instalarse allí. A no ser que lleven consigo la tecnología necesaria para Terraformarlo.

Hasta el momento sólo sabemos de la vida en la Tierra

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar.  Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es.  Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagan infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas.  Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el Planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución. No hace mucho, nos pasó casi rosando uno que circulaba veloz entr la Titraa y la Luna. Podemos dar las gracias al destino de que, en varios cientos de miles de años, los meteoritos caídos en nuestro mundo, sólo dejaran grandez cráteres y algunos sucesos mortales de manera parcial. El más reciente  de categoría catastrófica, hace ya 65 millones de años que produjo la extinción de los grandes lagartos, cuando nosotros, aún no estbamos aquí

Cuando comento éste tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron.  Sin embargo, a aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo.  Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral.

La desaparición de los dinosaurios junto con otras formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos.  Se desarrollo la diversidad una vez desaparecidos los grandes depredadores.  Así que, al menos en este caso concreto, el impacto nos hizo un gran favor, ya que, hizo posible que 65 millones de años más tarde pudiéramos llegar nosotros.  Los dinosaurios dominaron el planeta durante 150 millones de años; nosotros, en comparación, llevamos tres días y, desde luego, ¡la que hemos formado!

En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario.  Hay algo inusual en esto. El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro.  Al menos, en el primer sistema Solar habitado observado ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales el t(bio) –tiempo biológico para la aparición de la vida- algo más extenso.

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua.  En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la  radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el Universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un Universo grande y frío en el que, es difícil la aparición de la vida, y, en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

Creo que la clave está en  los compuestos del carbono, toda la vida terrestre actualmente conocida exige también el Agua como disolvente. Y como para el carbono, se supone a veces que el agua es el único producto químico conveniente para cumplir este papel. El amoníaco (el nitruro de hidrógeno) es la alternativa ciertamente al agua, la más generalmente posible propuesta como disolvente bioquímico. Numerosas reacciones químicas son posibles en disolución en el amoníaco, y el amoníaco líquido tiene algunas semejanzas químicas con el agua. El amoníaco puede disolver la mayoría de las moléculas orgánicas al menos así como el agua, y por otro lado es capaz de disolver muchos metales elementales. A partir de este conjunto de propiedades químicas, se teorizó que las formas de vida basada en el amoníaco podrían ser posibles. También se dijo del Silicio. Sin embargo, ninguno de esos elementos son tan propicios para la vida como el Carbono y tienen, como ya sabemos, parámetros negativos que no permiten la vida tal como la conocemos.

Hasta rel momento, todas las formas de vida descubiertas en la Tierra, están basadas en el Carbono.

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono.  La mayoría de los estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el Universo se centran en formas de vida similares a nosotras que habiten en planetas parecidos a la Tierra y necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc.  En este punto, parece lógico recordar que antes de 1957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el Universo.

Hay una coincidencia o curiosidad adicional que existe entre el tiempo de evolución biológico y la astronomía.  Puesto que no es sorprendente que las edades de las estrellas típicas sean similares a la edad actual del Universo, hay también una aparente coincidencia entre la edad del Universo y el tiempo que ha necesitado para desarrollar formas de vida como nosotros.

Si miramos retrospectivamente cuánto tiempo han estado en escena nuestros ancestros inteligentes (Homo sapiens) vemos que han sido sólo unos doscientos mil años, mucho menos que la edad del Universo, trece mil millones de años, o sea, menos de dos centésimos de la Historia del Universo.  Pero si nuestros descendientes se prolongan en el futuro indefinidamente, la situación dará la vuelta y cuando se precise el tiempo que llevamos en el Universo, se hablará de miles de millones de años.

Todas las células están formadas por elementos químicos que al combinarse forman una amplia variedad de moléculas que a su vez forman agregados moleculares y éstos los diversos organelos celulares. Los elementos constitutivos de las biomoléculas más importantes son:
  • C: Carbono
  • H: Hidrógeno
  • O: Oxígeno
  • N: Nitrógeno
También son importantes los siguientes:
  • P: Fósforo
  • Fe: Hierro
  • S: Azufre
  • Ca: Calcio
  • I: Yodo
  • Na: Sodio
  • K: Potasio
  • Cl: Cloro
  • Mg: Magnesio
  • F: Flúor
  • Cu: Cobre
  • Zn: Zinc

 

Las biomoléculas pertenecen a cuatro grupos principales denominados:
  1. Glúcidos o Hidratos de Carbono
  2. Lípidos
  3. Proteínas
  4. Ácidos Nucleicos

 

A veces, nuestra imaginación dibuja mundos de ilusión y fantasía pero,  en realidad… ¿serán sólo sueños?, o, por el contrario, pudieran estar en alguna parte del Universo todas esas cosas que imaginamos aquí y que pudieran estar presentes en otros mundos lejanos que, como el nuestro…posibilito la llegada de la vida.

Es posible que la vida, como el Universo es igual en todas partes y, en cualquier región, por muy alejada que esté, rigen las mismas Leyes de la Naturaleza como, las cuatro fuerzas fundamentales (Gravedad, Magnetismo y las Fuerzas Nucleares Débil y Fuerte), y, de la misma manera, la Naturaleza utiliza una serie de constantes que llamamos universales, tales como la velocidad de la luz en el vacío, la constante de estructura fina, la carga del electrón o la masa del protón (entre otras) y, si alguna de ellas pudiera variar con el paso del tiempo9, siquiera una diezmillonésima parte, la vida, tal como la conocemos, no podría existir en nuestro planeta.  Claro que, siendo estas leyes iguales en cualquier sitio del Universo, se podría pensar que, cualquier clase de vida, presente en cualesquiera otros mundos, estaría también, basada en el Carbono que, a la postre, parece el elemento más dúctil y adecuado para ello. Sin embargo, nada se puede asegurar.

Sí, imaginamos demasiado pero… ¿Qué hay más poderoso que la imaginación?

Brandon Carter y Richard Gott han argumentado que esto parece hacernos bastante especiales comparados con observadores en el futuro muy lejano.

¿Cuántos secretos están en esos números escondidos? La me´canica cuántica (h), la relatividad (c), el electromagnetismo (e-). Todo eso está ahí escondido. El número 137 es un número puro y adimensional, nos habla de la constante de estructura fina alfa (α), y, el día que sepamos desentrañar todos sus mensajes… ¡Ese día sabremos!

                                         Extraños mundos que pudieran ser

Podríamos imaginar fácilmente números diferentes para las constantes de la Naturaleza de forma tal que los mundos también serían distintos al planeta Tierra y, la vida no sería posible en ellos.  Aumentemos la constante de estructura fina más grande y no podrá haber átomos, hagamos la intensidad de la gravedad mayor y las estrellas agotarán su combustible muy rápidamente, reduzcamos la intensidad de las fuerzas nucleares y no podrá haber bioquímica, y así sucesivamente.

Hay cambios infinitesimales que seguramente podrían ser soportados sin notar cambios perceptibles, como por ejemplo en la vigésima cifra decimal de la constante de estructura fina.  Si el cambio se produjera en la segunda cifra decimal, los cambios serían muy importantes.  Las propiedades de los átomos se alteran y procesos complicados como el plegamiento de las proteínas o la replicación del ADN pueden verse afectados de manera adversa. Sin embargo, para la complejidad química pueden abrirse nuevas posibilidades.  Es difícil evaluar las consecuencias de estos cambios, pero está claro que, si los cambios consiguen cierta importancia, los núcleos dejarían de existir, n se formarían células y la vida se ausentaría del planeta, siendo imposible alguna forma de vida.

“Es difícil formular cualquier teoría firme sobre las etapas primitivas del universo porque no sabemos si hc/e2 es constante o varía proporcionalmente a log(t). Si hc/e2 fuera un entero tendría que ser una constante, pero los experimentadores dicen que no es un entero, de modo que bien podría estar variando. Si realmente varía, la química de las etapas primitivas sería completamente diferente, y la radiactividad también estaría afectada. Cuando empecé a trabajar sobre la gravedad esperaba encontrar alguna conexión ella y los neutrinos, pero esto ha fracasado.”

 

Las constantes de la naturaleza ¡son intocables!

Ahora sabemos que el Universo tiene que tener miles de millones de años para que haya transcurrido el tiempo necesario par que los ladrillos de la vida sean fabricados en las estrellas y, la gravitación nos dice que la edad del Universo esta directamente ligada con otros propiedades como la densidad, temperatura, y el brillo del cielo.

Ahora, cuando miramos el Universo, comprendemos, en parte, lo que ahí está presente.

Puesto que el Universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe llegar a tener una extensión visible de miles de millones de años luz.  Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace frío y disperso.  Como hemos visto, la densidad del Universo es hoy de poco más que 1 átomo por M3 de espacio.  Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra por qué no es sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extraterrestres.  Si existe en el Universo otras formas de vía avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada.

La expansión del Universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotras, diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión, permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es solo una cuota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el Universo.

Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad de los cielos.  Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas, nosotros si podemos hacer todo eso y más.

La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón β, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina a, que es aproximadamente 1/137.  Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?

Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar.  Incrementemos β demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de Beta (aF) el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.

Si en lugar de a versión β, jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte aF, junto con la de a, entonces, a menos que  aF > 0,3 a½, los elementos como el carbono no existirían.

No podrían existir químicos orgánicos, no podrían mantenerse unidos. Si aumentamos aF en solo un 4 por 100, aparece un desastre potencial porque ahora puede existir un nuevo núcleo de helio, el helio-2, hecho de 2 protones y ningún neutrón, que permite reacciones nucleares directas y más rápidas que de protón + protón →  helio-2.

Las estrellas agotarían rápidamente su combustible y se hundirían en estados degenerados o en agujeros negros.  Por el contrario, si aF decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y se bloquearía el camino a los caminos astrofísicos nucleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida

Hasta donde sabemos, en nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario. El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas que llegaran a poder cristalizar los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono… Si miramos por ahí, encontraremos múltiples noticias como estas:

“Telescopio Spitzer de la NASA ha detectado los pilares de la vida en el universo distante, aunque en un entorno violento. Ha posado su poderoso ojo infrarrojo en un débil objeto situado a una distancia de 3.200 millones de años luz (recuadro), Spitzer ha observado la presencia de agua y moléculas orgánicas en la galaxia IRAS F00183-7111.”

Como podemos ver, amigos míos, la vida, como tantas veces vengo diciendo aquí, pulula por todo el Universo en la inmensa familia galáctica compuesta por más de ciento veinticinco mil millones y, de ese número descomunal, nos podríamos preguntar: ¿Cuántos mundos situados en las zonas habitables de sus estrellas habrá y, de entre todos esos innumerables mundos, cuántos albergaran la vida?

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida. Yo (como muchos otros), estoy convencido de que la vida es, de lo más nartural en el universo y estará presente en miles de millone de planetas que, como la Tierra, tienen las condiciones para ello. Una cosa no se aparta de mi mente, muchas de esas formas de vida, serán como las nuestras aquí en la Tierra y estarán también, basadas en el Carbono. Sin embargo, no niego que puedan existir otras formas de vida diferentes a las terrestres.

emilio silvera

Biosfera, hidrosfera…¡La Tierra!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La magia de la Tierra    ~    Comentarios Comments (2)

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La BIOSFERA en realidad no es una capa de la Tierra; es el conjunto de todos los ecosistemas existentes en la Tierra, es decir, de todos los seres vivos junto con el medio en el que viven. Por eso, la biosfera es parte de la corteza terrestre, pero también es parte de la hidrosfera y de la atmósfera.

En este dibujo puedes observar lo que supone el agua respecto al conjunto de nuestro Planeta. Recuerda que el 97% del agua de la Tierra es salada y solo un 3% es agua dulce.

La biosfera y la hidrosfera están estrechamente relacionadas: el agua es el elemento esencial de todas las formas de vida, y la distribución del agua en el planeta (es decir, los límites de la hidrosfera) condiciona directamente la distribución de los organismos (los límites de la biosfera). El término biosfera, de reciente creación, indica el conjunto de zonas de la Tierra donde hay vida, y se circunscribe a una estrecha región de unos 20 Km de altura comprendida entre las cimas montañosas más elevadas y los fondos oceánicos más profundos. Sólo pueden hallarse formas de vida en la biosfera, donde las condiciones de temperatura, presión y humedad son adecuadas para las más diversas formas orgánicas de la Tierra.

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                                                                                  Ciclo del agua

Obviamente, las fronteras de dicha “esfera” son elásticas y su extensión coincide con la de la hidrosfera; se superpone a las capas más bajas de la atmósfera y a las superficiales de la litosfera, donde se sumerge, como máximo, unos 2 Km. Sin embargo, si por biosfera se entiende la zona en la que hay vida así como la parte inorgánica indispensable para la vida, deberíamos incluir en este concepto toda la atmósfera, sin cuyo “escudo” contra las radiaciones más fuertes no existiría ningún tipo de vida; o la corteza terrestre entera y las zonas superiores del manto, sin las cuales no existiría la actividad volcánica, que resulta necesaria para enriquecer el suelo con nuevas sustancias minerales.

Por tanto, la biosfera es un ecosistema tan grande como el planeta Tierra y en continua modificación por causas naturales y (desgraciadamente) artificiales.

 

 

Es importante cuidar los ecosistemas de la Tierra, es mucho lo que nos jugamos en ello

Las modificaciones naturales se producen a escalas temporales muy variables: en tiempos larguísimos determinados por la evolución astronómica y geológica, que influyen decididamente en las características climáticas de los distintos ambientes (por ejemplo, durante las glaciaciones), o en tiempos más breves, relacionados con cambios climáticos desencadenados por sucesos geológicos-atmosféricos imprevistos (por ejemplo, la erupción de un volcán, que expulsa a la atmósfera grandes cantidades de cenizas capaces de modificar el clima de extensas áreas durante periodos considerables).

En cambio, las modificaciones artificiales debidas a la actividad humana tienen efectos rápidos: la deforestación producida en África por las campañas de conquista romanas contribuyó a acelerar la desertificación del Sahara, como tampoco hay duda de que la actividad industrial de los últimos siglos determina modificaciones dramáticas y repentinas en los equilibrios biológicos.

La biosfera es el punto de encuentro entre las diversas “esferas” en las que se subdivide la Tierra: está surcada por un flujo continuo de energía procedente tanto del interior del planeta como del exterior, y se caracteriza por el intercambio continuo de materia, en un ciclo incesante que une todos los entornos.

 

 

 

 

 

La biosfera es el ecosistema global. Comprende todos los ecosistemas y organismos vivos en la atmósfera, en la tierra (biosfera terrestre), o en los océanos (biosfera marina), incluida materia orgánica muerta derivada (por ejemplo, basura, materia orgánica en suelos y desechos oceánicos).

Pero no por esta razón hay vida por todas partes, pues la vida requiere condiciones particulares e imprescindibles. Existen determinados elementos físicos y químicos que “limitan” el desarrollo de la vida. La presencia y disponibilidad de agua es el primero y el más importante. El agua es el disolvente universal para la química de la vida; es el componente primario de todos los organismos y sin agua la vida es inconcebible (Tales de Mileto fue el primero en darse cuenta de ello). Pero no sólo es eso: al pasar del estado sólido al líquido y al gaseoso y viceversa, el agua mantiene el “efecto invernadero natural”, capaz de conservar la temperatura del planeta dentro de los niveles compatibles con la vida (es decir, poco por debajo de los 0º C y poco por encima de los 40º C).

La presión, que no deberá superar mucho el kilogramo por centímetro cuadrado (como sucede alrededor de los 10 m de profundidad en el mar), así como una amplia disponibilidad de sales minerales y de luz solar (indispensable – como expliqué antes – para la vida de las plantas) son también factores que marcan las posibilidades de vida.

 

 

Muchos son los misterios que se esconden en las profundidades marinas

 

Está claro que se nos ha dado un lugar privilegiado, que reúne todas y cada una de las condiciones excepcionales para la vida, y somos tan ignorantes que aún siendo un bien escaso (en nuestro enorme Sistema Solar, parece que el único), nos lo queremos cargar. Pero sin querer, me marcho por las ramas y me desvío del tema principal, la evolución por la energía, y como está directamente implicada, hablemos un poco de nuestra casa.

El planeta Tierra

 

Cinturones de Van Allen: Fuerzas invisibles actúan para preservarnos de energías nosivas provenientes del espacio interestelar.

Las fuerzas que actúan sobre la Tierra, como planeta en el espacio, tiene profundas implicaciones energéticas. La gravitación ordena y orienta, y obstaculiza y facilita los flujos de energía cinética. La rotación genera la fuerza centrífuga y la de Coriolis: la primera achata el planeta por los polos ensanchándolo por el ecuador, y la segunda desvía los vientos y las corrientes de los océanos (a la derecha del hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur). La rotación es también la causa de los ritmos diarios de las plantas y animales, y de la desaceleración de la Tierra, que alarga el día un promedio de 1’5 ms cada siglo, lo que representa una pérdida de tres teravatios por fricción de mareas.

 

 

 

La tierra presenta varios movimientos en su viaje anual alrededor del Sol. Los más conocidos son el movimiento de Rotación y el movimiento de Traslación.

 

En el movimiento de Rotación, la Tierra da una vuelta sobre si misma en 24 horas alrededor de un eje imaginario. Es decir en lo que denominamos un día. El de traslación se computa por un año.

Pero ni la gravitación ni la rotación (fricción) hacen de la Tierra un planeta único entre los cuerpos celestes de nuestro entorno. Su exclusividad procede de sus propiedades térmicas internas, que causan los ciclos geotectónicos que modifican la superficie, y de su atmósfera, océanos y plantas que transforman la radiación solar que reciben. Los orígenes de estos procesos no están claros.

Podemos fijar la edad de la Tierra en algo más de los 4.000 millones de años por la desintegración de los isótopos radiactivos, pero poco podemos asegurar sobre la formación del planeta o sobre la energética de la Tierra primitiva. Sobre el tema circulan varias teorías, y es muy plausible que el origen del Sistema Solar planetario fuera una nube interestelar densa en la que el Sol se formó por una inestabilidad gravitatoria y que la posterior aglomeración del resto de esta materia dispersa, que giraba a distintas distancias, a su alrededor, diera lugar a los planetas. No está claro si al principio la Tierra estaba extremadamente caliente o relativamente fría. Me inclino por lo primero y estimo que el enfriamiento fue gradual con los cambios de atmósferas y la creación de los océanos.

 

 

 

Los océanos de la Tierra vistos desde el espacio

 

Las incertidumbres geológicas básicas se extienden hasta el presente. Diferentes respuestas a cuestiones como la cantidad de 40K en el núcleo terrestre o sobre la convección del magma en el manto (hay una o dos celdas) dan lugar a diferentes explicaciones para el flujo de calor y la geotectónica de la Tierra. Lo que sí está claro es que el flujo interno de calor, menos de 100 mW/m2, tiene un efecto pequeño comparado con la reflexión, absorción y emisión de la radiación solar.

 

 

 

 

El balance de la radiación terrestre (Rp) en la capa alta de la atmósfera es la suma de la radiancia extraterrestre (la constante sola Q0) reducida por el albedo planetario y el flujo saliente de larga longitud de onda (Qi): Rp = Q0(1-ap) + Qi = 0. El flujo emitido es igual a la suma de la radiación atmosférica y la terrestre: Qi = Qea + Qes. Los balances de la radiación en la atmósfera (Ra) y en la superficie de la Tierra (Rs) son iguales, respectivamente, a la diferencia entre la correspondiente absorción y emisión: Ra = Qaa + Qea y Rs = Qas + Qes, de manera que Rp = Ra + Rs = 0. Hay que continuar explicando la radiación saliente con los flujos irradiados y emitidos por la superficie terrestre, el flujo de radiación medio absorbida, etc., etc., etc., con una ingente reseña de símbolos y tedioso esquemas que, a mi parecer, no son legibles para el lector normal y no versado en estos conocimientos. Así que, aunque sea mutilar el trabajo, desisto de continuar por ese camino y prosigo por senderos más amenos y sugestivos para el lector.

La fuente más importante del calentamiento atmosférico proviene de la radiación terrestre de longitud de onda larga, porque el flujo de calor latente es una contribución secundaria y el flujo de calor sensible sólo es importante en las regiones áridas donde no hay suficiente agua para la evaporación. Los océanos y los continentes también reciben indirectamente, irradiadas por la atmósfera, la mayor parte de su calor en forma de emisiones de longitudes de onda larga (4 – 50 μm). En este flujo de radiación reenviado hacia la superficie terrestre por los gases invernadero, domina a la radiación del vapor de agua, que con una concentración variable, emite entre 150 y 300 W/m2, y al que también contribuye el CO2 con unos 75 W/m2.

 

 

 

El intercambio de radiación de longitud de onda larga entre la superficie y la atmósfera sólo retrasa temporalmente las emisiones de calor terrestre, pero controla la temperatura de la biosfera. Su máximo es casi 400 W/m2 en los trópicos nubosos, pero es importante en todas las estaciones y presenta significativas variaciones diarias. El simple paso de una nube puede aumentar el flujo en 25 W/m2. Las mayores emisiones antropogénicas de gases invernadero han aumentado este flujo en cerca de un 2’5 W/m2 desde finales del siglo XIX.

Como era de esperar, las observaciones de los satélites confirman que el balance de energía de la Tierra está en fase con la radiación solar incidente (Q0), pero la radiación media saliente (Qi) está desfasada con la irradiancia, alcanzando el máximo durante el verano en el hemisferio norte. La distribución asimétrica de los continentes y el mar explica este fenómeno. En el hemisferio norte, debido a la mayor proporción de masa terrestre, se experimentan mayores cambios estacionales que dominan el flujo global de la radiación saliente.

Quizás el resultado más sorprendente que se deriva de las observaciones por satélite sea que, estacionalmente, se observan cierto déficit y superávit de radiación y el balance de la radiación en el planeta no es igual a cero, pero sin embargo, en cada hemisferio la radiación anual está en equilibrio con el espacio exterior. Además, la contribución atmosférica por transporte de energía hacia los polos es asimétrica respecto al ecuador con valores extremos de unos 3 PW cerca de los 45º N, y -3 PW cerca de 40º S.

Podría continuar hablando sobre los vientos, los terremotos, las lluvias y otros fenómenos atmosféricos, sin embargo, no creo que, por ser estos fenómenos naturales muy conocidos de todos, pudieran tener gran interés. Pasemos pues a comentar sobre los océanos.

 

 

                                         Las lluvias tan necesarias para todos y para todo

Agua, mejor que Tierra, habría sido el nombre adecuado para el tercer planeta, puesto que los océanos cubren más del 70 por ciento de la superficie terrestre, con una profundidad media de 3’8 Km. Debido a las especiales propiedades térmicas del agua, éstas constituyen un extraordinario regulador del balance energético del planeta.

Este líquido tiene cinco ventajas termodinámicas importantes: un punto de ebullición inusualmente alto, debido a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno intermoleculares; un calor específico de 2’5 a 3’3 veces más elevado que el del suelo; una capacidad calorífica (calor específico por unidad de volumen) aproximadamente seis veces mayor que la tierra seca; un altísimo calor de vaporización que le permite transportar una gran cantidad de calor latente; y su relativamente baja viscosidad, que le convierte en un eficiente transportador de calor en los océanos mediante miríadas de remolinos y caudalosas corrientes.

No es sorprendente, pues, que los océanos, que tienen cerca del 94 por ciento de toda el agua, sean determinantes en el balance energético del planeta. Cuatro quintas partes de la radiación solar que llega a la Tierra entra en la atmósfera que cubre los océanos, los cuales con un albedo superior al 6% absorben la energía con una tasa cercana a 65 PW, casi el doble de la absorción atmosférica total y cuatro veces mayor que la continental. Inevitablemente, los océanos también absorben la mayor parte, casi dos tercios, del calor rerradioirradiado hacia abajo por la atmósfera elevando su ritmo de calentamiento a los 175 PW.

                                                                 Arrecife poco profundos y ecosistemas

Salvo en los océanos menos profundos, la interacción aire-mar no afecta directamente a las aguas profundas. Las oscuras y frías aguas de las profundidades marinas están aisladas de la atmósfera por la capa mixta, una capa de poca profundidad que va de pocos metros a pocos cientos de metros y que está afectada por los vientos y el oleaje.

A pesar de que el alto calor específico del agua limita el rango de variación, las temperaturas de esta capa sufren importantes fluctuaciones diarias y estacionales. Sin embargo, variaciones relativamente pequeñas de la temperatura de la superficie de los océanos tienen importantes consecuencias climáticas: quizás el mejor ejemplo de esta teleconexión climática sea el fenómeno del Niño, que consiste en una extensión en forma de lengua de las aguas superficiales calientes hacia el este, cuyos efectos se extienden desde Canadá hasta África del sur.

Debido a que la conductividad térmica del agua es muy baja, la transferencia de energía de la capa mixta hacia las profundidades se realiza fundamentalmente mediante corrientes convectivas. Estas corrientes compensan la extremadamente baja fuerza ascensional de las aguas profundas, más calientes, que son desplazadas por el movimiento hacia el ecuador de las corrientes frías provenientes de los polos. En contraste con el gradual ascenso general de las aguas oceánicas, la convección hacia abajo se produce en corrientes bien delimitadas que forman gigantescas cataratas oceánicas. Seguramente la mayor es la que fluye hacia el sur bajo el estrecho de Dinamarca, entre Islandia y Groenlandia, y se sumerge unos 3’5 Km transportando 5 millones de m3/s, un caudal veinte veces mayor que el del Amazonas.

 

 

 

                                                El agua de la vida

 

Miríadas de corrientes oceánicas, que a menudo viajan cientos de kilómetros a diferentes profundidades, transportan considerables cantidades de energía y sal. Quizás el ejemplo más importante de estas combinaciones de transportes sea la corriente de agua caliente y salada que sale del Mediterráneo a través del estrecho de Gibraltar. Este flujo caliente pero denso desciende sobre la pendiente de la plataforma continental hasta alcanzar el equilibrio entre el peso y el empuje ascensional a unos mil metros de profundidad. Aquí se separa en dos celdas lenticulares que se mueven durante siete años hacia el este y hacia el sur, respectivamente, hasta que decaen o chocan contra alguna elevación marina.

Un mapa global de los flujos de calor desde la superficie oceánica hasta las capas profundas muestra claramente máximos longitudinales a lo largo del ecuador y a lo largo de aproximadamente 45º S en los océanos Atlántico e Índico. Esta transferencia es también importante en algunas áreas costeras donde se producen intensos flujos convectivos ascendentes que intercambian calor entre las aguas superficiales y las profundas, como ocurre en la costa de California y al oeste de África. Un flujo en dirección contraria, que calienta la atmósfera, se produce en las dos mayores corrientes oceánicas calientes, la corriente del Golfo en el Atlántico y la de Kuroshio en el Pacífico oriental.

 

 

 

                                                      Aguas termales y sulfurosas

Todas la regiones donde se produce este ascenso de aguas calientes (a lo largo de las costas del continente americano, África, India y la zona ecuatorial del Pacífico occidental) se distinguen fácilmente por los elevados niveles de producción de fitoplancton, causados por un importante enriquecimiento de nutrientes, comparados con los que, de otra manera, corresponderían normalmente a las aguas superficiales oligotrópicas.

La radiación transporta la mayor parte (casi 4/5) de la energía que fluye desde la capa mixta hasta la atmósfera, y el resto del flujo calorífico se produce por calor latente en forma de vapor de agua y lluvias.

Aún no se ha realizado una valoración cuantitativa del transporte total para cada latitud, pero en el océano Atlántico hay transferencia de calor hacia el norte a lo largo de toda su extensión, alcanzando en el trópico un valor aproximado de 1 PW, flujo equivalente al que se produce en el Pacífico norte. En el Pacífico sur, el flujo de calor hacia el polo a través del trópico es de 0’2 PW. La parte occidental del Pacífico sur puede constituir la mayor reserva de calor del Atlántico sur, de igual modo que es probable que el océano Índico sur constituya una reserva del Pacífico.

Ahora tocaría comentar algo sobre los ríos del planeta, sin embargo, lo obvio y me dirijo directamente a comentar sobre el calor de la Tierra.

Aunque la Tierra se formara inicialmente a partir de materia fría (material cósmico) que se contrajo por acción de la gravedad, durante la formación posterior del núcleo líquido y en los periodos de intensa actividad volcánica se ha liberado una enorme cantidad de calor. Los frecuentes impactos de objetos pesados también han contribuido al calentamiento de la superficie. Hay mucha incertidumbre sobre la historia térmica de la Tierra de los últimos 3.000 millones de años, durante los cuales el planeta se ha ido enfriando y una gran parte de este flujo de calor ha alimentado los movimientos geotectónicos globales, creando nueva corteza en las dorsales oceánicas; un proceso que ha ido acompañado de terremotos recurrentes y erupciones volcánicas de lava, cenizas y agua caliente.

 

 

 

Solamente hay dos posibles fuentes de calor terrestre, pero la importancia relativa de las respectivas contribuciones no está aún muy clara. El calor basal, liberado por un lento enfriamiento del núcleo terrestre debe representar una gran parte del flujo total, si bien cálculos basados en la desintegración radiactiva del U235, U238, Th232 y K40 sugieren que éste representa al menos la mitad y quizás hasta nueve décimos del flujo total de calor del planeta. Esta disparidad obedece a la incertidumbre en la concentración de K40 en la corteza terrestre. Pero sea cual sea la proporción, el flujo total, basado en miles de medidas realizadas desde los años cincuenta, está próximo a los 40 TW.

Aunque inicialmente se pensó que los flujos continentales y oceánicos eran aproximadamente iguales, en realidad difieren de forma sustancial. Las regiones del fondo oceánico más recientes contribuyen con más de 250 mW/m2, cantidad que supera hasta tres veces las zonas continentales más recientes. El flujo medio para todo el fondo marino es aproximadamente igual a 95 mW/m2, lo que representa un 70% más que el correspondiente a la corteza continental. El flujo  medio global es de 80 mW/m2, unos tres órdenes de magnitud inferior al valor medio del flujo de calor de la radiación solar global.

Llegados a este punto, tengo que respirar. ¡Qué maravilla! ¡La Tierra!

emilio silvera

Es bueno hacerse preguntas y, tratar de contestarlas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Gaia    ~    Comentarios Comments (0)

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¿Qué le sucedería a todo el Oxígeno altamente reactivo de la atmósfera terrestre sino no fuera renovado constantemente por la acción de los seres vivos que pueblan el planeta Tierra? Si elimináramos toda la vida que hay en el planeta, en muy poco tiempo la totalidad del Oxñigeno quedaría bloqueado dentro de compuestos químicos estables, tales como los nitratos, el dióxido de Carbono, el agua, los óxidos de hierro y las rocas siliceas. Dicho de una forma más precisa, sin la intervención de la vida, todo el Oxígeno de la atmósfera quedaría bloquedo en menos de 10 millones de años. Esto indica lo sensible que es el entorno físico aparentemente estable de nuestro planeta a la presencia (0 ausencia) de la vida.

El tema no resulta demasiado preocupante a una escala de Tiempo Humana -el mito pipular según el cual, si mañana desapareciera la Selva Amazónica, nos asfixiaríamos todos, está lejos de ser verdad- pero diez millones de años representan sólo alrededor del 0,2 por ciento de la antigüedad de la Tierra hasta el momento presente.

Si un Astrónomo que está observando un planeta como la Tierra constata que dicho planeta posee una atmósfera rica en Oxígeno, esto significa que, o bien está siendo testigo de un suceso raro y transitorio qque por razones desconocidas tiene lugar en ese planeta, o que la atmósfera se mantiene en un estado que se encuentra lejos del equilibrio.

  La Vida es parte de la Tierra y ésta, es como es, porque en ella está la Vida.

La idea de que la Vida puede formar parte de un sistema autoregulador que determina la naturaleza física de la superficie actual de la Tierra (al menos en la “zona de la vida” una fina capa que va desde el fondo del océano hasta la parte más alta de la troposfera, es decir, hasta unos 15 kilómetros por encima de nuestras cabezas) fue recibido inicialmente de manera hostíl por los biólogos, y aún hoy continúa teniendo algunos oponentes.

Bueno, como de todo tiene que haber, también existen algunos movimientos místicos, cercanos a una especie de religión, a favor de Gaia (que por cierto, irritaron a Lovelock como lo hizo la Tolkien Society para J.R.R. Tolkien), que se fundamenta en una mala interpretación de lo que Lovelock y sus colegas decían. La misma Enciclopedía Británica (una copia en CD) -que debería estar mejor documentada- me dice que: “La hipótesis e Gaia es muy discutible porque da a entender que cualesquiera especies (por ejemplo, las antiguas bacterias anaerobias) podrían sacrificarse así mismas en beneficio de todos los seres vivientes”

¡Desde luego eso no es así! Esta afirmación tiene la misma lógica que decir que la teoría de Darwin es muy discutible porque sugiere que los conejos se sacrifican así mismo en beneficio de los zorros. Quizá os tenga que explocar que Lovelock no dijop nunca que Gaia sea una especie de dios, ni que la Madre Tierra cuide de nosotros, ni que una especie haga sacrificio en el bien de todos.

La verdad de todo esto es que Lovelock encontró una manera simple de describir todos los procesos relativos a la Vida que tienen lugar en la Tierra, incluídos muchos que tradicionalmente se han considerado procesos físicos no relacionados con la vida, como parte de una compleja red de interacciones, un sistema autoregulador (o autoorganizador), que ha evolucionado hasta llegar a un estado interesante, pero crítico, en el cual se puede mantener el equilibrio durante períodos de tiempo que resultan muy largos con rspecto a los estándares humanos, pero en el que pueden ocurrir unas fluctuaciones repentinas que lo aparten del equilibrio (análogo al equilibrio discontinuo de la evolución biológica).

Lo que Lovelock nos dice es que, el comportamiento de la Vida en la Tierra altera el paisaje físico (en el término “físico” incluye cuestiones tales como la composición de la atmósfera) y también el paisaje biológico, y que ambos cambios afectan de manera global al paisaje adaptativo, siendo la retroalimentación un componente clave de las interacciones.

        El conjunto Sol-Tierra-Vida forman el mejor triplete

No creo que sea necesario contar ahora toda la historia completa de cómo Gaia llegó a ser ciencia respetable, pero, si miramos retrospectivamente, podríamos tomar dos ejemplos del funcionamiento de esta teoría: Uno de ellos sería un modelo teórico y el otro sería tomado del mundo real, que muestran de qué modo se produce la autorregulación a partir de la interacción entre los componentes biológicos y físicos de un planeta vivo.

Campo de margaritas 1024x768

El primero, un modelo llamado “Daisywold” (“Un mundo de margaritas”), es especialmente apropiado ya que se construye directamente a partir de un enigma que Sagan planteó a Lovelock poco después de que éste tuviera su ráfaga de inspiración en el JPL, y además, el modelo resuelve este enigma; es también un claro ejemplo del surgimiento de la vida, considerando que el total es mayor que la suma de las partes. Y Lovelock dice que es “el invento del que me siento más orgulloso”.

El enigma que el mundo de margaritas resuelve se conoce entre los astrónomos como la “paradoja del joven Sol que palidece”, aunque en realidad sólo era un enigma, no una paradoja, y, gracias a Lovelock, ahora ya ni siquiera es un enigma. El enigma procede del hecho de que los astrónomos pueden decir que el Sol emitía mucho menos calor cuando era joven que en el momento actual.

Han llegado a saber esto combinando informaciones relativas a interacciones nucleares obtenidas en experimentos realizados en la Tïerra, simulando mediante ordenador las condiciones existentes en el interior de las estrellas, y comparando los resultados de sus cálculos con informaciones sobre emisión de energía y la composición de estrellas de diferentes tamaños y edades, obtenidas mediante espectroscopia. Este es uno de los grandes logros de la F´siica del siglo XX (en gran medida no conocido por el público, aunque en éstas páginas os he hablado con fecuencia de Franhoufer…). Bueno, para lo que nos interesa ahora, lo importante es que podemos decir con seguridad que, cuando el Sistema solar era joven, el Sol estaba entre un 25 y un 30 por ciento más frío que en la actualidad -o, por decdirlo de otra manera, desde que se asentó como una estrella estable, la emisión de energía procedente del Sol ha crecido entre un 33 y un 43 por ciento-.

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El Sistema solar se estabilizó en lo que es más o menos su configuración actual hace aproximadamente unos 4.500 millones de años y sabemos, por las pruebas que aportan los fósiles hallados en las rocas más antiguas que se encuentran en la superficie terrestre, que el agua en estado líquido y la vida existían ambas en la superficie de nuestro planeta hace 4.000 millones de años.

El enigma es por qué el aumento de emisión de calor procedente del Sol, aproximadamente un 40 por ciento durante 4.000 millones de años, no hizo hervir el agua de la superficie terrestre, secándola y dejándola sin rastro de vida.

No hay problema alguna para explicar por qué la Tierra nmo era una bola de hielo cuando el Sol estaba más bien frío, Sabemos ahora que en la atmósfera de Venus, como en la de Marte, predonina el dióxido de Carbono, y este compuesto, junto con el vapor de agua, es una parte importante de los gases liberados por la actividad volcánica. No hay razón alguna para pensar que la atmósfera de la Tierra en los primeros tiempos fuera, de algún modo, diferente de las atmósferas de sus dos vecinos planetarios más próximos, y una atmósfera rica en dióxido de Carbono sería buena para captar el calor procedente del Sol en las proximidades de la superficie del planeta, manteniendola caliente por el llamado efecto invernadero.

Un astrónomo que se pudiera en la superficie de Marte, provisto de un buen telecopio y un espectrómetro de sensibilidades adecuadas, podría asegurar, midiendo la radiación infrarroja característica, que había un rastro de dióxido de Carbono en la atmósfera de la Tierra, de la misma manera que equipos aquí, en la Tierra, lo han detectado en la atmósfera de Marte. Pero la proporción del dióxido de Carbono en la Tierra es mucho menor que en la de Marte,

La potencia del efecto invernadero se puede ver contrastando la temperatura media que se da en la actualidad en la superficie terrestre con la de la Luna, que no tiene aire, aunque está prácticamente a la misma distancia del Sol que nosotros.

En realidad es bastante sencillo imaginar diversos modos en los que la temperatura del planeta ha podido mantenerse constante gracias a cambios en la composición de la atmósfera; científicos como Carl Sagan formuló varios razonamientos al respecto antes de que Lovelock presentara su concepto de Gaia, pero, ¿quer proceso natural podía conducir a la estabilidad? Nadie lo sabía. Entonces, ¿era sólo cuestión de suerte?. Sea lo que sea lo cierto es que, debemos procurar, a medida que la Tierra envejece, tratar de reducir de manera continuada, la emisión de gases que provoquen un efecto invernadero desmesurado y nosivo para la vida.

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Las primeras formas de vida terrestre basadas en la fotosíntesis (aquellas antiguas bacterias anaerobias) habrían tomado dióxido de Carbono del aire y lo habrían utilizado para formar sus cuerpos, pero habrían emitido metano al aire, con lo que el dióxido quedaría sustituido por otro gas, también de efecto invernadero, pero con unas propiedades de absorción de infrarrojos distintas de las del dióxido de Carbono. Cuando estas bacterias son más activas, el equilibrio se descompensan a favor del metano; cuando son menos activas, el equilibrio se decanta a favor del dióxido de Carbono.

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La clave para empezar a comprender como podía funcionar todo esto en la Naturaleza fue la introducción de una percepción retrsoectiva en los cálculos. Con un sencillo modelo que tenía en cuenta la creciente producción de calor del Sol. Lovelock pudo demostrar que, si se permite que las bacterias aumenten a una velocidad máxima cuando la temperatura es de 25 ºC, pero con menos rapidez a temperaturas superiores o inferiores y, en ningún caso, cuando las temperaturas bajan  de 0 ºC o superar los 50 ºC, se podría mantener la temperatura constante durante más o menos los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra.

Entonces se pondrían en marcha otros procesos, principalmente el surgimiento de formas de vida que emitían oxígeno al aire, donde este elemento reaccionaria con el metano para eliminar de la red este componente, y también la disminución gradual de las concentraciones de dióxido de Carbono a través de los tiempos. Se puede hacer funcionar todo ello de una manera plausible, Sin embargo, el sistema (¿cómo no?) recibió algunas críticas. Y, aquí fue precisamente donde entró en escena Daisyworld.

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Inicialmente Daisyworld fue un modelo desarrollado por Lovelock y sus colegas a principios de la década de los 80 y, desde entonces, ha cobrado vida por sí mismo (quizá adecuadamente), con variaciones sobre el tema que han sido desarrolladas por varios científicos, e incluso, en la década de 1990, se ha integrado en un juego de ordenador llamado SimEaurth.

Daisyworld comienza como un planeta igual que la Tierra,  pero sin vida, que recorre una órbita alrededor del Sol, a la misma distancia que lo hace la Tierra. En las versiones más sencillas del modelo, la superficie del planeta es principalmente tierra firme, con el fin de ofrecer un lugar donde puedan crecer las margaritas, y la composición de la atmósfera se mantiene constante, por lo que hay un efecto invernadero constante. Las margaritas se presentan en dos colores, blancas o negras, y crecen cuando la temperatura es de 20 ºC. Les va proporcionalmente peor cuando la temperatura desciende por debajo de este valor óptimo, y no pueden crecer por debajo de 5 ºC; también les va peor en proporción cuando la temperatura asciende por encima del valor óptimo, y no consigue crecer por encima de 40 ºC.

El modelo se pone a funcionar cuando la temperatura del Sol virtual aumenta lentamente del mismo modo que lo hacía el Sol real en su juventud. Una vez que la temperatura en el ecuador de la Tierra del modelo alcanza los 5 ºC, se diseminan semillas de margarita de ambas variedades por la superficie y se deja que actúen por su cuenta -con la condición de que se reproduzcan de verdad, de tal modo que las margaritas blancas tengan siempre descendencia blanca y las margaritas negras produzcan siempre otas también negras.

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Como ya sabe cualquiera que haya subido a un coche negro que ha estado aparcado al Sol en verano, los objetos de colores oscuros absorben el calor del Sol con mayor eficacia que los objetos de colores blancos. Por lo tanto, un macizo de margaritas negras absorberá calor y calentará la pequeña superficie en la que se encuentre, mientras que un macizo de margaritas blancas reflejará el calor y refrescará la tierra sobre la que está plantado.

Mientras Daisyworld está freco, las margaritas negras tienen una ventaja, ya que calientan su entorno, llevando la temperatura a un valor cercano al óptimo, y crecen. En las generaciones siguientes, las margaritas negras se propagan por la superficie del planeta a expensas de las blancas, de tal modo que todo el planeta se vuelve más eficaz para absorber el calor procedente del Sol, y su temperatura asciende aún más rápidamente que si lo hiciera sólo como resultado del aumento de la temperatura del Sol. Sin embargo, una vez la temperatura supera los 20 ºC en cualquier lugar de la superficie terrestre del modelo, son las margaritas blancas las que tienen ventaja, porque al refrescar la superficie hacen que la situación vuelva a tender a la temperatura óptima.

Aunque la temperatura del Sol continúe aumentando, dado que ahora las margaritas blancas se propagan a expensas de las negras, la temperatura del planeta ha quedado rondando los 20 ºC hasta que toda la superficie planetaria queda cubierta de margaritas blancas. Entonces, como la temperatura del Sol sigue aumentando, las margaritas lo tienen cada vez más difícil, hasta que la temperatura alcanza los 40 ºC y mueren todas. La gama total de producción de energía solar que cubre esta versión del modelo va desde el 60 por ciento hasta el 140 por ciento de la producción actual de energía de nuestro Sol.

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El efecto global es que durante un largo período de tiempo, aunque la producción de calor del sol del modelo aumenta, la temperatura de la Tierra del modelo no sólo permanece constante, sino que se mantiene en la temperatura óptima para la vida -sin que las margaritas hagan ninguna planificación consciente, y sin indicios de que otra clase de margaritas “se esté sacrificando así misma” en beneficio de todos los seres vivos-. Ambas variedades actuan sólo en su propio interés. Pero, ¿puede un sistema muy sencillo, como éste, ser realmente representativo del modo en que la Naturaleza actúa en realidad?

Bueno, unas de las cosas que no me gustan de este modelo es que no permite que las margarites evolucionen y que, por ejemplo, unas margaritas incolaras aparecieran por mutación y pudieran incadir todo el planeta en detrimento de las otras dos especies…Hay otras muchas posibilidades que el modelo deja fuera.

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Esto es largo y, nos llevaría todo el día pero, lo que vengo a significar es que, el equilibrio Tierra-Vida es una fina línea que, en cualquier momento podemos romper y, si no andamos con cuidado podríamos ser los causantes de que, la simbiosis actual que existe entre la vida y el planeta se rompa y todo se vaya al traste…¿Qué pasó en Marte? La verdad es que nadie lo saber pero, si antes era como la Tierra y ahora, es como lo podemos ver…algo pasaría y, lo mejor es que no ocurra aquí lo mismo.

emilio silvera

Buscando el corazón de las estrellas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo dinámico    ~    Comentarios Comments (0)

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Las estrellas se forman por colapso gravitatorio en nubes moleculares frías y densas. El efecto combinado de la rotación de la materia y el campo magnético proporciona una dirección privilegiada a la contracción, lo que conduce a la formación de un disco giratorio, que alimentará a la estrella naciente y en el que pueden formarse planetas una vez la estrella haya alcanzado la madurez. Asociado a ese disco, un chorro perpendicular al mismo permite evacuar el momento angular.

 

En esta teoría, la formación del primer corazón hidrostático es una etapa esencial. Ahora, un equipo de astrónomos europeos, incluidos algunos españoles del proyecto ASTROMOL, publican en la revista Astronomy and Astrophysics los indicios de la presencia de uno de estos corazones hidrostáticos en una protoestrella en la nube molecular de Perseo.

Según afirma Asunción Fuente (Observatorio Astronómico Nacional, IGN), coautora del artículo “en esta etapa, el gas ya se ha calentado y se encuentra muy comprimido, pero las temperaturas y las densidades no son aún lo suficientemente altas como para disociar las moléculas de hidrógeno. La contracción se desacelera mientras las temperaturas siguen subiendo hasta el momento en que el hidrógeno se disocia, lo cual reinicia el colapso gravitacional”.

Esto conducirá, finalmente, a la formación de una protoestrella en la que van a empezar a darse las condiciones necesarias para que se desencadenen las reacciones nucleares. Al mismo tiempo aparece un flujo relativamente lento que evacua material. Esta etapa de ‘primer corazón hidrostático’ es muy corta en escalas de tiempo astronómico, ya que dura alrededor de unos mil años.

Para Maryvonne Gerin (LERMA, Observatorio de París, CNRS y Universidad de la Sorbona, Francia), autora principal del estudio, “este tipo de objeto, tan efímero –aunque indispensable para poner a prueba las teorías de formación estelar– es muy escaso y, por tanto, difícil de identificar sin ambigüedades”.

Sin embargo, la nube molecular de Perseo alberga varios candidatos, y las observaciones llevadas a cabo con el interferómetro de Plateau de Bure (Francia) aportan información esencial sobre dos de ellos (B1b-N y B1b-S), ubicados en la densa nube Barnard 1b. Los investigadores han observado el flujo molecular que emana de estos dos objetos, determinando sus tamaños, velocidades y edades.

 

 

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La nube molecular de Perseo. (Foto: Gerhard Bachmayer)

Tanto la edad como el tamaño de este aluvión de materia son parámetros muy importantes: para que estos candidatos sean realmente primeros corazones hidrostáticos, sus flujos deben ser necesariamente jóvenes (menos de mil años) y, por tanto, pequeños.

“Para determinar estas características –indica José Cernicharo, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), coautor del trabajo y responsable de ASTROMOL–, nos centramos en observaciones del metanol (CH3OH) y el formaldehído (H2CO) contenido en estos flujos”.

Las observaciones han revelado que cada una de las dos fuentes protoestelares está asociada a un flujo molecular de pequeño tamaño. Las propiedades de estos flujos han permitido determinar el balance energético y el momento angular para cada fuente y se han comparado con las predicciones de los modelos de colapso gravitatorio en un medio magnetizado.

 

 

La fuente B1b-S está ya en una fase muy activa en cuanto a velocidad y tamaño del flujo molecular como para encontrarse en la etapa de primer corazón hidrostático. Sin embargo, sigue siendo muy joven. Por otro lado, las propiedades dinámicas de la fuente B1b-N son totalmente compatibles con los de un primer corazón hidrostático. Aunque todavía no es posible afirmarlo con total certeza, la fuente B1b-N es el candidato más prometedor encontrado hasta ahora. Tal vez estemos siendo testigos de esta etapa crítica de la vida de las estrellas.

(Fuente: ASTROMOL)