Un método para probar la hipótesis de Gaia

Un sorprendente descubrimiento realizado por científicos de la Universidad de Maryland podría confirmar la teoría, según la cual la Tierra es un único y enorme organismo viviente

La clave, al parecer, está en el azufre y en la capacidad de este elemento esencial para la vida para facilitar las hasta ahora misteriosas interacciones entre las criaturas marinas, terrestres y aéreas.

La hipótesis de Gaia, formulada en los años 70 por James Lovelock y Lynn Margulis, sostiene que todos los procesos físicos y biológicos que se dan en la Tierra están inextricablemente conectados y forman un complejo sistema sensible y capaz de regularse por sí mismo.

Una de las principales predicciones que conlleva esta hipótesis es que debería de existir un compuesto del azufre, fabricado por los organismos marinos, capaz de resistir a los procesos de oxidación del agua para salir de ella, viajar por el aire y llegar también a tierra firme.

Ese compuesto sería el «nexo de uión» entre los distintos organismos y ecosistemas del planeta. Para los investigadores, el mejor candidato para cumplir con esa delicada y esencial misión sería el dimetilsulfuro (DMS).

 

 

 

Ahora, el equipo liderado por Harry Oduro, de la Universidad de Maryland, junto al geoquímico James Farquhar y la bióloga marina Kathryn Van Alstyne, de la Western Washington University, han conseguido poner a punto un método para rastrear y medir los movimientos del azufre en tierra, mar y aire. Lo cual podría ser crucial para confirmar, o descartar para siempre, la hipótesis de Gaia.

Según Oduro y sus colegas, su trabajo es la primera medición directa jamás realizada de la composición isotópica del dimetilsulfuro y de su precursor, el dimetilsulfoniopropionato. Medición que revela sutiles diferencias entre estos dos compuestos del azufre producidos por algas y fitoplancton.

El azufre es el décimo elemento más abundante del Universo y forma parte de numerosos compuestos, tanto orgánicos como inorgánicos. Su complejo ciclo le lleva a estar presente en el mar, el aire, la tierra y en todos los seres vivientes, por lo que juega un papel esencial tanto en el clima como en la salud de los organismos y los ecosistemas. «Las emisiones de dimetilsulfuro -explica Oduro- juegan un papel en la regulación del clima a través de su transformación en aerosoles».

Igual que sucede en muchos otros elementos químicos, el azufre se presenta en forma de diferentes isótopos. Todos los isótopos de un mismo elemento se caracterizan por tener en sus átomos el mismo número de electrones y de protones, pero no de neutrones. Por lo tanto, los isótopos de un elemento tienen idénticas propiedades químicas, pero diferente masa y propiedades nucleares. Los isótopos radiactivos de un elemento pueden ser utilizados por los científicos como «firmas» inclonfundibles de la presencia de ese elemento en cualquier compuesto que analicen.

Para Farquhar, el trabajo realizado «establece que deberíamos esperar ver variaciones en las firmas isotópicas del azufre en los océanos bajo diferentes condiciones ambientales y en diferentes organismos. Y la capacidad de hacer esto nos ayudará a responder a importantes cuestiones climáticas y, algún día, a predecir los cambios climáticos con gran exactitud. Y también a probar si la hipótesis de Gaia es o no cierta».

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La hipótesis de Gaia es un conjunto de modelos científicos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, afectando al entorno. Según la hipótesis de Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un sistema autorregulador que tiende al equilibrio. La teoría fue ideada por el químico James Lovelock en 1969 (aunque publicada en 1979) siendo apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis. Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding y fue éste quien le sugirió que la denominase «Gaia», de Gaia, Gea o Gaya, diosa griega de la Tierra.

Lovelock fue llamado por la NASA en 1965 para participar en el primer intento de descubrir la posible existencia de vida en Marte. Participó como asesor de un equipo cuyo objetivo principal era la búsqueda de métodos y sistemas que permitieran la detección de vida en Marte y en otros planetas. Uno de los problemas que resolver sería el encontrar los criterios que deberían seguirse para lograr detectar cualquier tipo de vida. A Lovelock le llamaron la atención las radicales diferencias que existían entre la Tierra y los dos planetas más próximos, y fue la singularidad de las condiciones de la Tierra lo que lo llevó a formular su primera hipótesis.

El origen genético de los perros sigue siendo un misterio

Hasta ahora las razas de perro como el husky siberiano, el galgo afgano o el chow chow eran consideradas antiguas porque se pensaba que derivaban de los primeros perros domesticados. Un estudio internacional, que ha analizado los genomas de perros modernos y lobos, demuestra ahora que en realidad no son ancestrales sino que han estado aisladas geográficamente.

El perro es el primer animal domesticado pero aún se desconoce cuándo, cómo y por qué empezó ese proceso de domesticación. Aunque hay signos de que pudo empezar hace unos 15.000 años en Europa, Iraq, China y la península de Kamchatka (Rusia), las razas de canes no alcanzaron todos los continentes hasta hace unos 1.400 años, y no fue hasta el siglo XIX que la gran mayoría de las razas actuales empezaron a establecerse en Europa.

Para comprobar el valor de los datos genéticos modernos, un equipo internacional de científicos publica esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el análisis de 49.024 variaciones individuales de ADN –llamados SNPs– de 19 lobos (Canis lupus) y 1.375 perros (Canis lupus familiaris) de 35 razas.

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Mejores expectativas para la propulsión con antimateria

Un estudio apunta a que el motor cohete de antimateria sería más efectivo de lo que se creía en un principio si se mejora su diseño, algo que se puede hacer con la actual tecnología. Sin embargo, la producción masiva de antimateria sigue siendo remota.

Desde hace muchos años se sueña con la posibilidad de alcanzar velocidades relativistas gracias al uso de antimateria. La idea consiste en almacenar de alguna manera esa antimateria y hacer que se junte con materia ordinaria en un motor cohete de antimateria. Cuando las partículas de antimateria (presumiblemente átomos de antihidrógeno en este tipo de motor) colisionan con partículas de materia (átomos en hidrógeno) se libera una gran cantidad de energía al convertir un alto porcentaje de su masa en energía. La energía nominal liberada por un kilogramo de masa en este tipo de aniquilación es de casi 1017 julios.

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Sobre la aparición de vida

Un par de trabajos hablan sobre las posibilidades de aparición de vida en el Universo o de cómo pudieron ser los primeros pasos prebióticos.

PLoS Biology Podcast Episode 04: The Search for New Life Forms by Public Library of Science

Posibles vías de aparición de la vida. Fuente: PloS.

Hay conceptos, procesos y hechos que aún se resisten a ser explicados completamente por la ciencia. Uno de ellos es el origen de la vida sobre la Tierra o sobre cualquier otro lugar del Universo.
Nuestra imaginación nos ha permitido crear mundos en donde hay vida y esa vida es diferente o sospechosamente parecida a la que hay sobre este planeta. La Astrofísica nos habla de un Universo vasto poblado por miles de millones de galaxias que a su vez tienen cientos de miles de millones de estrellas. Los últimos descubrimientos nos hablan de que hay tantos planetas, sino más, que estrellas en nuestra galaxia. Esto nos ha permitido pensar que muchos de esos mundos deben de estar habitados, aunque sea por formas de vida no inteligente. El problema es que realmente deseamos que sea así. El Universo sería un lugar mucho más interesante si hubiese otras formas de vida, aunque en su mayoría fueran microorganismos en una sopa oceánica.
Lo cierto es que lo que se llama Exobiología no tiene, de momento, objeto de estudio alguno, pues no se ha encontrado ninguna forma de vida fuera de la Tierra y, por desgracia, parece que la situación va seguir así por mucho tiempo. En realidad esa rama de la ciencia debería llamarse Extremofilia o algo similar, pues se dedica al estudio de los organismos terrestres que viven en ambientes extremos.

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Las temperaturas en Europa aumentarán hasta 2,5 ºC de 2021 a 2050

Expertos de la Agencia Europea de Medio Ambiente (EEA, pos sus siglas en inglés) han creado una serie de mapas en los que pronostican los cambios de las temperaturas y las precipitaciones que sufrirá el continente europeo durante el siglo XXI. Según los mapas, todas las áreas europeas se calentarán entre 0,4 y 2,5 ºC a mediados de siglo.

Según el conjunto de las predicciones climáticas regionales del proyecto europeo ENSEMBLES, Europa será de media 1,5 ºC más cálida en el periodo 2021-2050 que de 1960 a 1990. A mediados de siglo XXI, los expertos sugieren que todas las áreas del continente se calentarán un mínimo de 0,4 ºC y un máximo de 2,5 ºC. Pero el sur y sureste de Europa así como Escandinavia sufrirán el mayor calentamiento.

Los mapas, creados en Eye on Earth –un servicio público de información global que permite a los usuarios integrar todo tipo de datos–, predicen además que en el periodo de 2071 a 2100 las temperaturas serán 3 ºC más cálidas que de 1960 a 1990. A finales de siglo, en el noreste de Escandinavia las temperaturas podrían ascender hasta los 6 ºC, y en la cuenca mediterránea los cambios serán mayores que en otras zonas.

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No hay uno sino varios universos

Si había algún tema en el que existía un consenso amplio, incluso entre científicos y religiosos, ese era el origen del Universo. Paul Steinhardt, físico y cosmólogo de la Universidad de Princeton y autor del libro Endless Universe, ha concebido un modelo teórico que desconcierta a los religiosos y sorprende a los académicos. Según el modelo cíclico de Steinhardt, el cosmos no tiene principio ni fin.

El Universo ha comenzado hace 13.700 millones de años tras el Big Bang. La materia que hoy conforma miles de millones de galaxias y billones de estrellas estuvo comprimida en un punto más pequeño que una cabeza de alfiler, momento en que comenzó a existir el tiempo y el espacio. ¿Cómo sucedió la creación del universo a partir de la nada? Para los científicos, la respuesta es un misterio pero, para muchos religiosos, un escenario muy cómodo en el que situar a Dios como el origen de todas las cosas.

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Sobre la explosión del Cámbrico

Un cambio en la química oceánica obligo a los animales a producir una biomineralización que más tarde dio lugar a caparazones, huesos y dientes.

Ese evento que llenó de complejidad un mundo que hasta ese momento era bastante aburrido. Durante miles de millones de años la Tierra sólo estuvo habitada por microorganismos. Incluso desde que la célula eurcariota apareció se tardo un tiempo considerable para que evolucionaran seres pluricelulares, algo que se estima que ocurrió hace más de 800 millones de años. Pero tuvo que transcurrir aún más tiempo hasta que hace 540 millones de años surgieran seres complejos y una increíble variedad de formas animales y filos. Es lo que se ha llamado Explosión del Cámbrico.
El análisis de esta transición se dificulta por las escasas posibilidades que tienen los seres de cuerpo blando de dejar fósiles en el registro fósil y a que muchas rocas que se formaron inmediatamente antes de esa transición han desaparecido en su mayor parte del registro geológico. Esto es algo de lo que ya se dio cuenta Darwin en su día. Las rocas cámbricas suelen estar sobre otras mucho más antiguas conocidas como la Gran Uniformidad. Esta Gran Uniformidad se puede encontrar en muchos sitios del mundo, como el Gran Cañón del Colorado.

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Sobre agujeros negros

Gigantes oscuros con una fuerza tan inmensa que ni la luz puede escapar de ellos.

Con esta sencilla definición uno enseguida comprende que este post habla de agujeros negros, esos objetos que se han convertido en compañeros omnipresentes de todo artículo de divulgación sobre física por mérito propio. Y no es que los físicos tengamos un fetiche con el cuero y nos ponga sobremanera todo lo negro, si no que, debido a sus especiales características, los agujeros negros (AN) son excelentes laboratorios donde poner a prueba el desarrollo de nuevas teorías que busquen unificar la gravedad con el resto de interacciones del Universo. Por esta razón se han escrito miles de libros sobre agujeros negros que, sin embargo, siempre se quedan a medias (al menos los que yo he leído) y nunca cuentan aquello que de verdad tiene miga de los agujeros negros, algunas propiedades que han hecho que nos obsesionemos con ellos desde los años 70, esas cosas que quizás nunca se atrevieron a contarte sobre agujeros negros.

Lo que entra, no sale

Antes de nada, establezcamos algo de sintaxis.

Un agujero negro es, técnicamente, un cuerpo con una masa tan grande que su gravedad superficial no permite escapar ni siquiera la luz, razón por la que los observamos negros y de la que deriva su nombre. Si bien un AN tiene un tamaño definido, no ocurre lo mismo con la masa que genera el campo gravitatorio. Debido a que a partir de cierta distancia de un objeto la luz ya no va a escapar, un agujero negro bien puede ser una esfera de un tamaño u otro, o incluso no tener forma esférica, siempre que cumpla la condición de que su campo gravitatorio sea lo suficientemente intenso como para que a partir de una distancia se cumpla esta condición de velo.

A la “superficie” oscura que vemos a esa distancia, normalmente tomada como el radio efectivo del agujero negro, la denominamos horizonte de sucesos o simplemente horizonte y es la distancia a partir de la cual uno no puede escapar del AN, pues necesitaría moverse a una velocidad mayor que la de la luz para librarse de su atracción gravitatoria. Por ello, lo que entra en un agujero negro, no sale.

1 — Dentro no es lo mismo que fuera

Si bien es verdad que desde nuestra perspectiva sólo podemos observar un agujero negro desde su exterior, las leyes de la física son capaces de predecir qué ocurriría en el interior de uno de estos monstruos siderales.

Cuando uno contempla un AN desde la teoría de la Relatividad General, lo primero que se encuentra es que el horizonte no es un lugar especial desde el punto de vista de la atracción gravitatoria, que ni siquiera tiene que ser especialmente intensa en este lugar ni producir ningún fenómeno particular. Este hecho, unido a la universalidad de las leyes de la física nos indica que nuestra teoría ha de ser válida también en el interior del agujero (al menos en aquellos en los que los efectos cuánticos no son dominantes) y, por tanto, podemos predecir lo que un aguerrido astronauta observaría al cruzar el horizonte de sucesos de un AN…[]
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Sobre agujeros negros

El experimento CMS observa una nueva partícula en el LHC

El experimento CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN ha confirmado la existencia de una nueva partícula compuesta. Tras analizar los datos de colisiones a 7 TeV durante 2011, unos 5,3 femtobarn inversos, CMS ha descubierto con una significación estadística de más de 5 sigmas una nueva partícula, un barión llamado Xi_b*^0. Los bariones son partículas compuestas por tres quarks, como el protón y el neutrón. Los quarks que componen esta nueva partícula son un quark up, un strange y un bottom.

El Xi_b*^0 es inestable y se desintegra inmediatamente, en el mismo punto de interacción de los protones que chocan. Esto quiere decir que no se puede observar directamente, sino que hay que reconstruir la cadena de desintegraciones desde los productos finales.

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