Rincón del Conocimiento

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El experimento GeoFlow-2, un pequeño contenedor de la ISS con una 'Tierra en miniatura', ha recogido datos para mejorar los simuladores numéricos que se emplean en el estudio de los movimientos del manto terrestre. El responsable del experimento es el Centro de Operaciones y Soporte a Usuarios español de la Universidad Politécnica de Madrid (España).

Trece meses ha durado la campaña de experimentación de GeoFlow-2, un experimento insertado en el Laboratorio de Ciencia de Fluidos del módulo europeo Columbus en la Estación Espacial Internacional (ISS). Su ejecución ha sido un éxito, puesto que “ha superado todas las expectativas y ha arrojado más resultados de los que se habían planeado inicialmente”, explica Ana Laverón, directora del Centro de Operaciones y Soporte a Usuarios español (E-USOC) y responsable del experimento. El centro se sitúa en el Campus de Excelencia Internacional de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

El objetivo de GeoFlow-2 ha sido generar resultados que sirvan para comprobar y mejorar los modelos numéricos de los movimientos convectivos del manto terrestre y que originan los procesos volcánicos, la tectónica de placas y los terremotos. Esta información complementa a los simuladores numéricos de este tipo de fenómenos geológicos, necesarios para verificar que no contienen errores y que captan todos los fenómenos que existen en el interior de la Tierra.

En la ISS, GeoFlow-2 es un contenedor de un tamaño equivalente al doble de una caja de zapatos que aloja en su interior una Tierra en miniatura. Se trata de dos esferas concéntricas entre las que discurre un fluido sometido a un gradiente de temperatura y a una fuerza radial generada mediante campos eléctricos que simula la gravedad terrestre.

Como explica la también catedrática de la ETSI Aeronáuticos de la UPM, Ana Laverón, “estos experimentos son necesarios, ya que en un entorno de microgravedad somos capaces de crear un campo radial de fuerzas semejante al que se encuentra sometido el manto terrestre. Generarlo en un laboratorio en la Tierra sería muy complicado puesto que la gravedad ejerce una fuerza uniforme sobre toda la configuración fluida que habría que contrarrestar”.

A pesar de que el experimento es un paso más en el camino de la predicción de fenómenos geológicos, “el estado actual del conocimiento hace complicada la predicción de catástrofes como el terremoto de Lorca (Murcia) y la erupción volcánica de El Hierro (Islas Canarias) con total fiabilidad”, reconoce Laverón.

E-USOC ha sido el responsable de la preparación y validación del experimento y de los productos de operaciones durante el año anterior al lanzamiento. Una vez finalizada la fase de preparación se ha encargado de la planificación y operación del experimento en tiempo real, en colaboración con diversos equipos internacionales (Italia, Alemania, Holanda y EEUU).


El equipo de ingenieros y científicos ha ejecutado las operaciones en tiempo real hasta en turnos de 24 horas durante cinco días a la semana. También se ha ocupado de procesar y distribuir los resultados del experimento a los científicos involucrados. Los integrantes de las Universidades de Cottbus en Alemania junto a otras seis universidades de Francia, Alemania y Reino Unido, ha sido galardonado además con el premio Deutschland - Land Der Ideen 2012.

GeoFlow-2 es la continuación de un experimento que se inició en 2008 con el lanzamiento del GeoFlow, seleccionado como experimento demostrador de las capacidades de teleciencia del Columbus por la Agencia Espacial Europea (ESA).

El laboratorio de Ciencia de Fluidos no precisa de una persona manejando los equipos in situ, sino que el astronauta sólo tiene que encargarse de su mantenimiento y el montaje inicial. Una vez introducido el contenedor en el módulo de Ciencia de Fluidos (FSL) se conecta al laboratorio, se cierra y desde ese instante es el E-USOC el que toma el mando desde tierra y lo opera.

El primer GeoFlow investigó los flujos y composición del núcleo de la Tierra; en los próximos meses, GeoFlow-2b obtendrá resultados experimentales para valores distintos de los parámetros analizados durante GeoFlow-2 y que, a la vista de los resultados obtenidos en la campaña de GeoFlow-2, se consideran esenciales para la validación de los modelos numéricos.

El E-USOC es el único 'centro de control para operación de experimentos en el espacio' de España y su función es dar asistencia a los usuarios de cualquiera de los laboratorios de la ISS
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La imagen ha sido tomada a unos 36.000 kilómetros de la Tierra y con sus 121 megapíxeles y ha cautivado a todos por

su belleza y nitidez. La cámara del satélite ruso Elektro-L ha destronado a la famosa 'cánica azul' que captó en 1972 el Apollo 17, aquella mítica fotografía del planeta completo, rodeado de la oscuridad del espacio.

Medios de todo el mundo han bautizado la foto como "la imagen definitiva de la Tierra". La panorámica muestra el contraste entre el suelo y el mar, entreverada con la nubosidad de la atmósfera que hace inconfundibles estos paisajes. La fotografía combina cuatro tipos de onda de luz y en las fotos aparece la Tierra con unas tonalidades naranjas que representan la vegetación, que quedan definidas así por el efecto infrarrojo.

La cámara utilizada para la foto tiene una resolución de un kilómetro por píxel para el espectro visible y de cuatro kilómetros para el espectro infrarrojo. Hace fotos cada 30 minutos, pero cuando hay algún fenómeno natural puede pasar a hacerlas cada 15, funcionando con una velocidad de transferencia de 16,36 megabits por segundo.

El satélite Electro-L fue lanzado desde el cosmódromo de Baikonur en enero del año pasado. Está en órbita para hacer pronósticos de tiempo a nivel regional y global, analizar el estado de los océanos, así como la ionosfera y el campo magnético de la Tierra.

Imagen de la Tierra captada por el satélite ruso Elektro-L. | RFSA


Más lejos... y más bonito

Cada potencia espacial ha competido no solo en llegar más lejos sino en conseguir los mejores documentos fotográficos del rincón del universo en el que habitamos. De hecho, la NASA tiene la costumbre de tomar esta fotografía todos los años. Desde la primera toma realizada el 7 de diciembre de 1972 por la tripulación del Apolo 17, a 45.000 kilómetros de la superficie, el ritual se repitió con asiduidad.

En aquella primera ocasión los astronautas se encontraban en una posición privilegiada respecto al Sol, por lo que la Tierra apareciócompletamente iluminada ante ellos cuando llevaban cinco horas rumbo a la Luna. Al verla tan brillante les pareció una 'canica azul', y de ahí el nombre de la serie de fotografías, Blue Marble, que han maravillado a generaciones


Las autoridades aeroespaciales rusas, acostumbradas a llevarse de vez en cuando disgustos por los contratiempos en algunas misiones, han sacado pecho ante el buen resultado obtenido recordando que las fotografías que las agencias y la NASA suelen difundir habitualmente suelen ser tomadas uniendo distintas imágenes, algo que no sucede con la instantánea del Electro-L. Después sí se utilizaron varias imágenes en alta definición para armar un vídeo que representa el movimiento en el espacio.
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La sal contiene varios componentes procedentes del efecto de disolución provocado por la lluvia al caer sobre las rocas, a través de los ríos. Por supuesto, los que tienen más probabilidades de llegar al mar son los más solubles al agua, que son el cloro y el sodio, los componentes básicos de la sal común. Y que representan el 90 % de todos los componentes disueltos en el mar.

El mar contiene 37 gramos de sal en cada litro. Es decir, casi 40 bolsas de kilo, como las se compran el supermercado para cocinar, en cada metro cúbico. Si toda esta concentración se extrajera de los océanos se generaría una capa de sal de unos 45 metros de espesor.


Sin embargo, aunque parece mucho, los cálculos de los índices de escorrentía indican que, a estas alturas, el mar ya debería estar saturado completamente de sal. Y tan muerto como el mar Muerto. ¿Por qué esto no ha ocurrido? ¿Por qué la salinidad del mar permanece estable desde hace más de 200 millones de años?

El ecologista James Lovelock propuso una explicación en su Gaia Hipótesis en los años 1970 según la cual los organismos vivos interactúan con la Tierra de manera que mantienen el planeta en las condiciones adecuadas para la vida. Un exceso de salinidad representa una grave amenaza para la vida marina; Lovelock se preguntó entonces si habría algún organismo que soportara la salinidad de la erosión de la tierra de todo el globo.

Y encontró un candidato: un microbio primitivo causante de la creación de lagunas enormes pero poco profundas de las regiones costeras como Baja California, en donde el calor del sol evapora el agua y hace que se concentre la sal. No está claro si el proceso es lo suficientemente potente como para evitar la saturación del mar, pero al menos aporta una respuesta fascinante a este misterio.

Una explicación más extensa la ofrece la web Fondear:
Cada partícula molecular de sal esta formada por un ión de Cloro y otro de Sodio, y al disolverse en el agua, lo que ocurre es que se separan. De hecho existen otros muchos tipos de iones como los de Calcio, Sulfato, Magnesio, Potasio, o Bicarbonato en proporciones menores. Sólo al evaporarse el agua en las salinas, se vuelven a juntar las parejas de iones para formar la sal tal como la conocemos en los saleros de nuestros comedores. Cada ión tiene su propio equilibrio con la naturaleza. El ión sodio equilibra su aporte por los ríos, con la desaparición debido a la fácil sedimentación del sodio. El ión potasio equilibra su aporte por su absorción con las arcillas del fango marino. El ión calcio es absorbido por los animales para formar sus caparazones y conchas, y que al morir crean un sedimento en los fondos. El ión del cloro es el único que permanece constante en el mar ya que no se intercambia por ningún proceso, pero tampoco es aportado por los ríos a los océanos. Por ello se cree que permanece como tal desde el principio de la historia de la tierra, momento en el que formaba parte de la atmósfera corrosiva que nos envolvía.
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Investigadores estadounidenses han planteado una nueva teoría de desplazamiento de los continentes que ubica el centro de un futuro supercontinente, denominado Amasia, en un lugar cercano al Polo Norte. Según esta hipótesis, el océano Ártico y el mar Caribe desaparecerán, la separación entre América del Norte y del Sur dejará de existir y se unirán por su zona norte a Asia y Europa.

Un equipo de geólogos de la Universidad de Yale (EE UU) ha planteado una nueva hipótesis sobre hacia dónde se desplazarán los grandes bloques continentales y cuál será su distribución dentro de millones de años. Los autores del trabajo han llamado a este proceso orthoversion y lo describen en el último número de la revista Nature. Según su teoría, el continente americano se desplazaría hacia el norte y provocaría que el actual océano Ártico y el mar Caribe desaparecieran.

Como explica el trabajo, después de que las aguas del Ártico y del Caribe dejen de existir, “estaríamos de camino hacia el próximo supercontinente", explica Ross Mitchell, investigador de la Universidad de Yale y autor principal del artículo. Además, América del Norte y del Sur, fundidas, terminarían por juntarse con Europa y Asia. El experto reconoce a SINC que este tercer modelo “representa un término medio entre las otras dos teorías que ya existen (sobre la creación de un supercontinente) y que son completamente opuestas entre sí”.

En este modelo, tanto Asia como América del Norte, que estarían unidas por una nueva cordillera formada tras su colisión, podrían ocupar el centro del nuevo Amasia, ubicado en un punto cercano al Polo Norte actual. “Todavía falta mucho para que ocurra tal acontecimiento”, afirma Mitchell, aunque estima que la unión de América con Eurasia ocurriría dentro de entre 50 y 200 millones de años.

La unión de Asia y Norteamérica en el futuro supercontinente Amasia. Ross Mitchell et al.
Taylor M. Kilian, investigador de la misma universidad y segundo autor del estudio añade: "Este tipo de análisis nos ofrecen una forma de organizar los continentes, tanto en latitud y longitud, y permiten comprender mejor la dinámica del interior profundo de la Tierra".

“Los resultados son importantes para tener conocimientos más profundos sobre el funcionamiento interno de la Tierra y para una mejor comprensión de la geografía de su superficie cambiante”, concluye Mitchell.

<<Dos teorías previas>>

Según un modelo anterior denominado “de introversión”, dentro de 50 millones de años el mar Mediterráneo desaparecería, Europa y África colisionarían y Australia se uniría a Indonesia. Estos movimientos, sumados al desplazamiento de la Antártida hacia el norte y a la desaparición del hielo de Groenlandia, provocarían un aumento del nivel del mar cercano a los 90 metros, con las consiguientes inundaciones y cambios en el clima. Si estos hechos ocurrieran, 200 millones de años después África se desplazaría hasta chocar con Norteamérica y envolvería Sudamérica convirtiendo al océano Pacífico en el más extenso al ocupar la mitad del planeta. La teoría denomina Pangea Última al supercontinente que se hubiera formado tras estos cambios. 

La otra alternativa es la de extroversión, un modelo opuesto al anterior. En esta hipótesis todo el continente americano se desplazaría por el océano Pacífico y rotaría hasta envolver Siberia y unirse con Asia, dando como resultado Amasia. A su vez, la Antártida migraría en dirección hacia el norte mientras que el este de África, separada del resto del continente, y Madagascar se moverían a lo largo del océano Índico hasta fusionarse con Asia. Esta teoría predice que las aguas del Pacífico se cerrarán por completo dentro de 350 millones de años.
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En su lento pero incesante movimiento sobre la superficie del globo terrestre, los continentes que han existido a lo largo de la historia geológica han dejado un amplio registro de sus interacciones mutuas sobre el sustrato rocoso en el que vivimos. De entre todas ellas destaca la unión de todos los continentes en uno solo, denominado Pangea, hace aproximadamente 300 millones de años. Geólogos de la Universidad de Salamanca y de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) han hallado evidencias directas del choque entre Gondwana y Laurasia durante los albores del ensamblaje del supercontinente.

Los vestigios del ensamblaje de Pangea se encuentran diseminados por todo el mundo. Aunque es en el noroeste de la Península Ibérica donde se exponen con una calidad excepcional que permite un análisis detallado por parte de la comunidad científica. Trabajos de campo y de laboratorio llevados a cabo en las provincias de A Coruña y Pontevedra han permitido desvelar la huella dejada por la subducción continental en los macizos rocosos que constituían el margen más externo de Gondwana en el que se encontraba el noroeste de la península Ibérica.
Antes de chocar y formar algunas de las grandes cadenas montañosas que conocemos, uno de los continentes involucrados en la colisión se introdujo por debajo del otro, penetrando dentro de su manto subyacente. Este mecanismo, denominado subducción continental, tuvo lugar durante las primeras etapas de la formación de Pangea, tras el cierre del Océano Réico.

Un amplio sector del margen externo del continente Gondwana subdujo bajo Laurasia, hace aproximadamente 370 millones de años. Existen evidencias de este evento a lo largo de España, Portugal, Francia, Alemania y Europa oriental. Sin embargo, los datos que existían hasta la fecha sólo permitían establecer que ambos continentes se aproximaban entre sí en términos absolutos.

<<El choque de Gondwana y Laurasia>>
La subducción de una porción de un continente produce un estado de gran desequilibrio físico en el interior de la Tierra, el cual tiende a ser corregido mediante la expulsión del bloque enterrado en el manto de vuelta hacia la superficie. Gracias a ello es posible estudiar sobre el terreno los cambios mineralógicos y físicos que ocurren en los márgenes continentales durante la subducción, e inferir a partir de ellos la mecánica de su enterramiento.

Pero a pesar de lo aparentemente accesible que pueda resultar este tipo de información, lo cierto es que las transformaciones físico-químicas que tienen lugar durante el proceso de exhumación borran, casi por completo, la impronta creada durante la subducción que sólo se conserva en casos excepcionales.

Fruto de la colaboración entre Rubén Díez Fernández y José Ramón Martínez Catalán de la Universidad de Salamanca, y Ricardo Arenas y Jacobo Abati de la Universidad Complutense de Madrid, los datos aportados por este trabajo indican una subducción continental oblicua dextra del margen de Gondwana. En otras palabras, Gondwana y Laurasia convergieron oblicuamente durante las primeras fases del ensamblaje de Pangea, moviéndose lateralmente hacia la derecha uno respecto del otro en términos relativos.
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Una paleontóloga de la Universidad de Zaragoza, junto a dos investigadores estadounidenses, ha hallado nuevas causas de la extinción de los dinosaurios, entre otras especies, que se produjo en los océanos tras el impacto de un asteroide hace 65,5 millones de años. El estudio de la oscense Laia Alegret, profesora de Paleontología de la Universidad de Zaragoza y miembro del Instituto Universitario de Investigación en Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA), demuestra que la fotosíntesis y la cadena alimenticia en los océanos se recuperaron mucho antes de lo que se creía. 

Asimismo señala que una rápida acidificación de las aguas superficiales tras el impacto explicaría por qué muchas especies se extinguieron, mientras que otras que habitaban en los fondos oceánicos sobrevivieron, ha informado la Universidad de Zaragoza en un comunicado. El trabajo, en el que han participado dos investigadores de las universidades de Yale y Michigan, acaba de ser publicado en la revista científica estadounidense PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).


En el mismo se analiza la gran extinción que se produjo hace 65,5 millones de años como consecuencia del impacto de un meteorito y queafectó a casi el 70 por ciento de las especies del planeta, como los dinosaurios, los mosasaurios (grandes reptiles marinos) o los ammonites (cefalópodos primitivos).

Aunque la causa de las extinciones está clara para los científicos, como es la de un impacto meteorítico en la península del Yucatán (México), según los autores de la investigación quedan preguntas por responder.
Entre otras, ¿por qué el impacto causó las extinciones de unos organismos y no de otros? Y, ¿cuáles fueron los mecanismos concretos que causaron las extinciones? Unas preguntas a las que se responden en el estudio liderado por Alegret, en el que se analizan en detalle las extinciones que tuvieron lugar en los océanos y se descartan los mecanismos más aceptados hasta el momento.
Las hipótesis clásicas se refieren a que, tras el impacto del asteroide, unagran cantidad de polvo y gases fue despedida a la atmósfera, bloqueando el paso de los rayos del sol. El oscurecimiento del planeta impediría que los productores primarios (las plantas en medios terrestres y, fundamentalmente, algas unicelulares en los océanos) realizaran la fotosíntesis. Partiendo de esta base, a finales del siglo pasado se propusieron varios modelos para explicar cómo un impacto meteorítico provocaría las extinciones en los océanos. Todos ellos implican un cese de la fotosíntesis durante un largo periodo de tiempo, de decenas a cientos de miles de años.

En el artículo publicado en PNAS se descarta el oscurecimiento del planeta como la principal causa de las extinciones, dado que no todos los microorganismos que realizaban la fotosíntesis sufrieron extinciones importantes, sólo los de conchas carbonatadas. En este sentido, los autores del estudio proponen que la principal causa de las extinciones en medios marinos se debió a la rápida acidificación de los océanos, es decir, al descenso del PH en las aguas, que duraría muy poco en términos geológicos (de meses a años) y tendría lugar únicamente en las aguas superficiales oceánicas.

Un hecho que explicaría la extinción masiva de numerosos organismos de conchas carbonatadas que flotan en las aguas superficiales (sus conchas de carbonato se disolverían al disminuir el pH), así como de los mosasaurios, grandes peces, y ammonites. Dado que la acidez de las aguas no llegaría a los fondos oceánicos, este modelo también explicaría la supervivencia de los organismos que habitan allí.
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Esquema geológico del occidente de Europa.

La península Ibérica, que entonces ocupaba el centro de Pangea -el único continente terrestre de la época- recibió un traje nuevo geológico hace entre 310 y 290 millones de años, debido al movimiento de placas tectónicas. Se modificaron la geología exterior e interior de la península, cuando los movimientos dieron lugar a la destrucción del manto litosférico existente hasta ese momento, situado entre 30 kilómetros y 150 kilómetros de profundidad, y la formación de uno nuevo, el actual.

Esta reconstrucción, la resolución de un complicado rompecabezas, de la historia geológica de la península Ibérica la han hecho científicos de la Universidad de Salamanca, la Universidad Complutense de Madrid, la STFX de Canadá y la Bryn Mawr de Filadelfia y se publica en la revista Geology.

Durante dos años y medio los científicos muestrearon rocas volcánicas, representativas de haber sido originadas en el manto, antes y después de los 310 y 290 millones de años, que afloran en algunos puntos peninsulares. Partiendo de esas rocas, y haciendo análisis geoquímicos específicos, han conseguido probar que el manto que tenía la península Ibérica antes de hace 300 millones de años se formó hace 1.000 millones de años. Por el contrario, el manto que existe actualmente tiene una edad de 290 millones de años. Prueba así este grupo de investigadores que hace 290 millones de años "hubo un reemplazamiento total o casi total del manto", en palabras de Gabriel Gutiérrez Alonso, de la Universidad de Salamanca.

Así se ""acaba con algunas discusiones, como cuándo y cómo se formó la cadena montañosa conocida como Arco ibero-armoricano, o el origen de la gran cantidad de rocas volcánicas, de granitos y de mineralizaciones asociadas que son la base de la minería metálica del noroeste de la península Ibérica".
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Un asteroide de casi 400 metros de longitud y muchas toneladas de peso pasará cerca de la Tierra hoy martes. La mole se aproximará a nuestro planeta más de lo que lo está la Luna, pero no hay riesgo de que haya un impacto. Así lo aseguran los investigadores del Observatorio de Arecibo (en Puerto Rico), que han estudiado su órbita.

Según sus datos, hasta dentro de 100 años no existe riesgo real de que pueda colisionar con el planeta, lo que causaría un desastre equivalente al de 65.000 bombas atómicas. De hecho, se cree que fue un impacto de este tipo el que acabó con la vida de los dinosaurios y otras muchas especies hace 65 millones de años y la posibilidad de que algo así vuelva ocurrir es uno de los asuntos que más preocupan.

Asteroide 2005 YU55
En este caso, el Asteroide 2005 YU55 ha salido de la lista del programa de detección de asteroides peligrosos de la NASA, donde hay registrados1.200 objetos potencialmente peligrosos, pero aún así será estudiado al detalle por astrónomos de todo el mundo, para conocer a fondo su órbita y poder prever su comportamiento en el futuro. Los expertos aseguran que, si las condiciones atmosféricas lo permiten, podrá verse con unos simples prismáticos o pequeños telescopios desde la Península Ibérica desde el atardecer hasta las 23 horas, aproximadamente. Su velocidad será de unos 28.000 kilómetros por hora.
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Aunque no suena tan descabellada como la idea de una Tierra hueca, la hipótesis de la Tierra en crecimiento continuo tampoco resulta muy creíble y en cambio tiene muchas lagunas sobre todo en lo que al origen de la masa adicional o de la propia naturaleza del crecimiento se refiere. Está basada en la más antigua teoría de la Tierra en expansión.

Atribuída al dibujante de cómics Neal Adams (New Model of the Universe) trata de explicar la separación de los continentes no por la también teórica téctonica de placas, sino por el incremento de la masa del nucleo de la Tierra. Al expandirse el planeta (como un globo llenándose de aire), la corteza terrestre se resquebrajaría y se repartiría sobre la creciente superficie separándose en trozos.



Y aunque la ciencia no es una democracia, la hipótesis de un planeta en expansión únicamente es aceptada por unos pocos científicos en contraposición a la teoría de la tectónica de placas que es de aceptación general (o más pretenciosamente, “universal”), aunque hay que reconocer que es ingeniosa y resulta divertido leer sobre ella además de que, ¡hey! los gráficos están geniales.
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