Publicaciones de la categoría: Geofisica

Fitoplancton marino: Los cocolitóforos o cocolitofóridos (Coccolithophoridae)

16 domingo Abr 2023

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Son algas unicelulares, protistas fitoplanctónicos, cubiertos de placas de carbonato cálcico denominadas «cocolitos». Cuando estos microorganismos mueren los cocolitos se acumulan en fondo del océano, formando calicas de grano fino. El ciclo de vida es complejo, se caracteriza por una alternancia de fases sexuales (diploide) y asexuales (haploide). Se encuentran en todos los océanos del mundo. Las áreas más abundantes se encuentran con una gran diversidad de especies en zonas subtropicales de clima templado.

Los cocolitóforos más antiguos datan del Triásico Superior. La diversidad aumentó constantemente a lo largo del Mesozoico, alcanzando el punto máximo durante el Cretácico superior, para extinguirse un 90% de las especies en el Cretácico-Paleógeno.

Los cocolitóforos son organismos unicelulares que forman parte del fitoplancton (organismos de vida acuática que forman parte del plancton capaces de alimentarse de manera autótrofa mediante la fotosíntesis), forman un grupo de 200 especies, se encuentran en el filo Haptophyta, clase Prymnesiophyceae. Son marinos, fotosintéticos y se dan en grandes cantidades en la zona de luz solar del océano.

La calcificación: producción biológica de carbonato cálcico (CaCO3) es muy importante en el ciclo del carbono marino. Los cocolitóforos es el principal grupo marino planctónico responsable de la producción pelágica de CaCO3. Se producen desde el agua del mar procesos de transporte al interior de la célula de sustratos primarios de calcificación: Ca2+ y HCO3 y la eliminación del producto final de la célula con la secreción de los cocolitos.

Bibliografía:

Ziveri, P., Gray, W.R., Anglada-Ortiz, G. et al. «Pelagic calcium carbonate production and shallow dissolution in the North Pacific Ocean». Nature Communications 14, 805 , 2023.

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36177-w

Henderiks, Jorijntje;«Coccolithophore size rules — Reconstructing ancient cell geometry and cellular calcite quota from fossil coccoliths», Marine Micropaleontology 67(1):143-154, April 2008
DOI:10.1016/j.marmicro.2008.01.005
https://www.researchgate.net/publication/248259622_Coccolithophore_size_rules_-_Reconstructing_ancient_cell_geometry_and_cellular_calcite_quota_from_fossil_coccoliths

Aloisi, G.: «Covariation of metabolic rates and cell size in coccolithophores», Biogeosciences, 12, 4665–4692, 2015.
https://www.researchgate.net/publication/307703392_Covariation_of_metabolic_rates_and_cell_size_in_coccolithophores

Camille Godbillot, Fabrice Minoletti, Franck Bassinot, Michaël Hermoso. «Parallel between the isotopic composition of coccolith calcite and carbon levels across Termination II: developing a new paleo-CO_2 probe». Climate of the Past, 2022, 18 (3), pp.449 – 464.
https://hal.science/hal-03607366/document

Monteiro, Fanny M.; et al. «Why marine phytoplankton calcify». Science Advances (2016) doi:10.1126/sciadv.1501822. PMC 4956192. PMID 27453937.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.1501822

Read, B., Kegel, J., Klute, M. et al. «Pan genome of the phytoplankton Emiliania underpins its global distribution». Nature 499, 209–213 (2013).
https://doi.org/10.1038/nature12221

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Los puntos de Lagrange

30 domingo Ene 2022

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«Los puntos de Lagrange» se nombran en honor al matemático italiano-francés Joseph-Louis Lagrange.
Cinco puntos especiales donde una masa pequeña puede orbitar en un patrón constante con dos masas más grandes. Son posiciones donde la atracción gravitatoria de dos grandes masas es exactamente igual a la fuerza centrípeta requerida para que un objeto pequeño se mueva con ellas, se conoce como «Problema general de los tres cuerpos«, publicado por Lagrange en la obra «Essai sur le Problème des Trois Corps», 1772.

De los cinco puntos de Lagrange:

  • tres son inestables: L1, L2, L3
    Se encuentran a lo largo de la línea que conecta las dos grandes masas
  • dos son estables: L4, L5
    Forman el vértice de dos triángulos equiláteros que tienen grandes masas en sus vértices

L2 es ideal para la astronomía: una nave espacial está lo suficientemente cerca para comunicarse fácilmente con la Tierra, puede mantener al Sol, la Tierra y la Luna detrás de la nave espacial para obtener energía solar y proporciona una vista clara del espacio profundo para los telescopios.
Los satélites colocados en los puntos de Lagrange tienen tendencia a desviarse.

En 1772 Josep-Louis Lagrange estaba trabajando en la «interacción gravitatoria» de un número arbitrario de cuerpos en un sistema. La mecánica «Newtoniana» determina que un sistema así gira caóticamente hasta que, se produce una colisión o alguno de los cuerpos es expulsado del sistema y se logra el equilibrio mecánico.

Lagrange reformuló la teoría Newtoniana de la mecánica clásica, descubrió que en un sistema de tres cuerpos, donde uno es de masa despreciable en órbita alrededor de dos cuerpos más grandes que ya estuvieran girando a su vez en órbita cuasi circular, encontró cinco puntos fijos específicos en los que el tercer cuerpo, al seguir la órbita de los de mayor masa, se haya sometido a «fuerza cero» estos puntos fueron llamados de «Lagrange» en su honor.

Bibliografía:

Britannica: «Joseph Louis Lagrange»
https://www.britannica.com/summary/Joseph-Louis-Lagrange-comte-de-lEmpire

Astronoo– El universo en todos sus estados: «Los puntos de Lagrange»
http://www.astronoo.com/es/articulos/puntos-de-lagrange.html

Astronomía.com: «Los puntos de Lagrange»
https://www.astromia.com/historia/puntoslagrange.htm

Astrobitácora: «Los puntos de Lagrange»
https://www.astrobitacora.com/los-puntos-de-lagrange/

Hyperphysics: «Puntos de Lagrange del Sistema Tierra-Luna»
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Mechanics/lagpt.html

Baez, John, «Lagrange Points» (discurso), January 21, 2009
https://math.ucr.edu/home/baez/lagrange.html

NASA: «The Langrange Points»
https://map.gsfc.nasa.gov/mission/observatory_l2.html

Ball, Rouse; «Joseph Louis Lagrange (1736 – 1813) From `A Short Account of the History of Mathematics'» (4th edition), 1908
https://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Lagrange/RouseBall/RB_Lagrange.html

Oliveira, Agamenon R.E; «Lagrange as a Historian of Mechanics» Polytechnic School of Rio de Janeiro, Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil Advances in Historical Studies, Vol.2, No.3, 126-130 , 2013
Published Online September 2013 in SciRes

http://www.scirp.org/journal/ahs

¿Se puede viajar en el tiempo?

22 sábado Ene 2022

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Muchos científicos consideran como viajar en el tiempo es imposible reforzado por un argumento basado en «la navaja de Occam«: la máquina del tiempo lleva intrínsecamente la «idea de causalidad» también Stephen Hawking lo denomina: «La conjetura de Protección Cronológica».


Si podemos viajar al pasado y modificarlo, por ejemplo, matando a nuestro abuelo, nunca naceríamos, lo que supondría «una paradoja temporal», que aparece en la película «Regreso al Futuro, donde va desapareciendo el protagonista de la foto» si no se conocen los padres.
Una persona realiza un viaje a través del tiempo y mata al padre biológico de su padre/madre biológico (abuelo del viajero), antes de que este conozca a la abuela del viajero y puedan concebir. El padre/madre del viajero y a su vez el viajero nunca habrá sido concebido, de forma que no habrá podido viajar en el tiempo, al no viajar al pasado entonces el abuelo no es asesinado, por lo que el hipotético viajero si es concebido, entonces sí puede viajar al pasado y asesinar a su abuelo, pero no sería concebido y así indefinidamente

También es posible que a partir del momento que se logra viajar al pasado, se esté creando una línea alterna, en donde el viajero no altera el pasado, sino el futuro de un universo paralelo y se puede alterar el universo de donde provino.
Stephen Hawking (2002) nos habla de la «Conjetura de Protección de la Cronología» en el sentido de que las leyes de la física conspiran para impedir que los objetos macroscópicos puedan viajar en el tiempo. La probabilidad de que Kip Thorne pudiera regresar al pasado y matar a su abuelo es menor que uno dividido por uno seguido de un billón de billones de billones de billones de billones de ceros.


El viaje en el tiempo ha sido utilizado para estudiar las consecuencias de teorías de la física:

  • relatividad espacial
  • relatividad general
  • teoría cuántica de campos

La teoría de la relatividad de Albert Einstein y por extensión la teoría general nos hablan de un tipo de «dilatación temporal» espacio-tiempo que se podría concebir como «viaje en el tiempo»: a un observador estacionario el tiempo parece fluir más lentamente para los cuerpos que se desplazan rápidamente. Pero este efecto solo permite viajar en el tiempo hacia delante pero no hacia atrás, solo hacia le futuro. Y viajar en el tiempo tiene que ser hacia el futuro y el pasado.


Estudiar el viaje en el tiempo nos adentra en la teoría de la relatividad, nos hace comprender como funciona el universo y como se comporta el espacio-tiempo. La teoría de la relatividad nos dice como el viaje en el tiempo esta relacionado con la luz y con el espacio. Para viajar al futuro hay que perseguir un rayo de luz y para viajar al pasado hay que adelantar al rayo de luz tomando un atajo espacio-tiempo: «el agujero de gusano» donde se da el atajo, se deforma el espacio-tiempo.

Una nave que viaja al Centro de la Galaxia y vuelve según la «relatividad especial» para el tripulante a una velocidad cercana a la de la luz cuando trascurren 20 años, en la Tierra habrían trascurrido 30.000 años, se produce una curva espacio-tiempo.
Los agujeros de gusano, son una posible solución por la indeterminación de las leyes físicas a «la paradoja del abuelo».

Feynman descubrió como la «antimateria» es materia ordinaria que se movía hacia atrás en el tiempo. Es la teoría más precisa de todos los tiempos que le valió el premio Nobel en 1965. Feynman, que estaba obsesionado por el viaje hacia atrás en el tiempo, descubrió cuando estaba estudiando las ecuaciones de Dirac sobre el electrón que si invertía la dirección del tiempo y la carga del electrón en la ecuación de Dirac, este permanecía igual: un electrón que viaja hacia atrás en el tiempo es lo mismo que un antielectrón que va hacia delante, esto implica que no existen los «antielectrones» sino que son electrones que van hacia atrás en el tiempo.


«La ecuación de Dirac» formulada por Paul Dirac en 1928, predijo la existencia de antipartículas además de las partículas de materia ordinaria. Desde entonces, se han ido detectando experimentalmente muchas de dichas antipartículas. La primera vez que se pudo hablar de «antimateria» (materia compuesta por antipartículas) fue en 1965, cuando dos equipos en el Acelerador Protón Sincrotrón del CERN y en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, Nueva York consiguieron crear un «antideuterón»: antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón.

Un caso de «dilatación del tiempo» son los Sistemas de Posicionamiento GPS, donde 24 satélites triangulan la posición: miden el tiempo que tarda en enviarse y recibir la información desde la posición, los satélites se mueven a más de 14.000 kilómetros por hora y el tiempo pasa más rápido, para que no se produzca un desajuste, la tecnología del satélite reajusta el reloj constantemente.
En conclusión para poder «viajar en el tiempo» necesitamos una tecnología extraordinaria.

Bibliografía:

LivefromCERN; ««The History fo Antimatter – from 1928 to 1995»»
http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/history/AM-history01-c.html

Lobo, F; Crawford, P; «Time, closed timelike curves and causality», Centro de Astronomía e Astrofísica da Universidade de Lisboa», Campo Grande, Ed. C8 1749-016 Lisboa, Portugal, 30 Octubre 2003
https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0206078v2.pdfEs

Hawking, Stephen; «El Universo en una cáscara de nuez», Crítica Planeta, 2002

Pedrero, Miguel; «El Universo no es plano», La Esfera de los libros, 2013.

¿Qué edad tiene la Tierra?

12 domingo Sep 2021

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En 1650 el arzobispo James Ussher estudió la Biblia y fuentes históricas y en su obra «Annals of the Old Testament» indica que la Tierra fué creada el 23 de octubre de 4004 a. C.; estas ideas predominaron hasta el siglo XIX.

A comienzos del siglo XIX los científicos europeos estaban bajo la influencia de la #Biblia y suponían que la Tierra solo existÍa desde hace unos 6.000 años; Helmholtz en 1853 asignó la edad de 18.000.000 de años a la existencia de la Tierra se les antojaría rayando la blasfemia.


Hacia finales del siglo XVII el erudito Robert Hooke (1635-1703) contemporáneo de Isaac Newton sostenía que la antigüedad era de algunos miles de años.

En 1785 el médico y geólogo escocés James Hutton (1726-1797) publicó el libro «Theory of the Earth» donde estudiaba los lentos cambios de la superficie terrestre: el depósito de sedimentos, la erosión de las rocas y de los valles fluviales, plegamientos, etc…de acuerdo con esto son necesarios grandes periodos de tiempo largos de millones de años.

Entre 1830 y 1833 otro geólogo escocés Charles Lyell (1797-1875) publicó «The Principles of Geology» donde divulgaba los trabajos de Hutton. Y los geólogos comenzaron a interpretar la historia de la Tierra en cientos de millones de años

Los biólogos también llegaron a la misma conclusión: así en 1859 Charles Robert Darwin (1809-1882) publica «El origen de las especies» sostenía que los procesos bajo la «selección natural» eran lentos.


Immanuel Kant y Pierre Simon de Laplace a principios del siglo XIX, sostenían que el Sistema Solar se formó a partir de la compactación de nubes de polvo y gas en el espacio, fundamento de las interpretaciones actuales necesitando un curso de más de diez millones de años.


En 1905 el físico Albert Einstein (1879-1955) desarrolló los conocimientos de las «reacciones nucleares» con la fórmula de todos conocida e=mc2, donde vemos como la energía que se libera está en función de la masa, entonces el Sol al irradiar la energía al espacio exterior de forma constante no necesita grandes perdidas de masa, la perdida de energía es infinitesimal comparado con su masa: el Sol y la Tierra han tenido la misma masa durante miles de millones de años. Esto da la razón a los geólogos y a Darwin y anula la hipótesis de Helmholtz. Métodos de transmutaciones radiactivas cifran la edad de la Tierra en 4.700.000.000 de años.

Investigaciones sobre los meteoritos en el siglo XX han determinado la edad de las piedras y de la Tierra con exactitud: 4.500 millones de años. Clair Patterson investigador de Pasadena, en la década de 1950 descubrió que las rocas terrestres y los meteoritos tenían el mismo número de isótopos radiactivos de plomo, siendo una prueba de su origen común.

Bibliografía:

Asimov, Isaac; «El Universo», Ed. Alianza editorial, 1.971.


Ganten, Detlev at el.; «Vida, naturaleza y ciencia», Ed. Santillana, 2003


Bryson, Bill; «Una breve historia de casi todo», Ed. Rba.bosillo. 2016

Servicio Geológico de los Estados Unidos.«Age of the Earth» 1997.
https://web.archive.org/web/20051223072700/http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html

NASA; «Una nueva imagen del comienzo del universo muestra la época de las primeras estrellas, la edad del cosmos y más cosas»; 2006.
https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2003/0206mapresults.html

BBC News; «La Tierra es más joven de lo que pensaba», 2010.
https://www.bbc.com/mundo/ciencia_tecnologia/2010/07/100712_tierra_joven_men

La Geografía en la vida cotidiana

16 domingo May 2021

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La Geografía es una disciplina científica con unas raíces humanísticas, analizando el mundo donde habitamos los seres humanos y las oportunidades geográficas: ríos, formas de relieve, llanuras para la organización de las actividades económicas, sociales y políticas con sus implicaciones técnicas e industriales con procesos como reparto del agua y procesos migratorios internos y externos, la distribución y estructura de la población.


La introducción del «método científico» permitió que la geografía se centrara en los fenómenos de la superficie terrestre relacionados con la cultura, bióticos y abióticos:

  • geodesia: forma de la tierra
  • astronomía: relación entre la tierra y el sol
  • cartografía: ciencia de los mapas
  • meteorología y climatología: estudio de las atmósfera, el tiempo y el clima
  • pedología: el estudio del suelo
  • geografía botánica: el estudio de las plantas en los suelos y la cartografía
  • geomorfología: origen y desarrollo de los tipos de relieve
  • hidrología: estudia las aguas subterráneas y las que corren por la superficie terrestre

El contenido de esta ciencia ha cambiado con el curso del tiempo: en la Antigüedad clásica el objeto de estudio era el Universo. Tras el Renacimiento, se quedo limitado a nuestro planeta, la Tierra. Desde finales del siglo XVII, se dedica solo al estudio de la superficie terrestre. Hasta mediados del siglo XIX, los contenidos se dividían en dos partes:
a) análisis y descripción del medio físico
b) estudio de los fenómenos humanos (económicos, políticos, demográficos) y su distribución.

Hoy en día el estudio es «global»: se trata de analizar todas las causas: culturales, económicas, ecológicas, físicas, tecnológicas para ver las relaciones que hay entre las personas y el medio ambiente.

La geografía urbana y rural estudian las estructuras y las funciones de las ciudades y el habitat rural. Tradicionalmente la mayor parte de la población vivía en el campo, ligada a la explotación forestal, ganadera o agrícola. En la actualidad la mitad de la población del mundo habita en las ciudades y sigue aumentando.

El avance de la ciudad sobre el medio rural se denomina «rururbanización»

En el siglo XIX el centro urbano crecía en torno a grandes avenidas, trazadas en los límites de la ciudad antigua. Más allá se extendieron los barrios pericentrales.

Las herramientas han evolucionado, así al principio más la cartografía, el trabajo de campo, análisis de domumentos y la geografía descriptiva. Actualmente se usan gráficas, estadística y juegos de simulación.
En las últimas décadas hay nuevas herramientas técnicas: teledetección y los sistemas SIG.


La teledetección o «remote sensing» utiliza cámaras que van en aviones y satélites, que captan la energía electromagnética reflejada (visible) y la emitida (infrarroja), que luego se procesa y analiza.


Los sistemas SIG (Sistemas de Información Geográfica) es un sistema de hardware y software que relaciona información de una base de datos determinada (población, usos del suelo, vegetación, etc.) con la base de datos espacial (localización geográfica de los datos anteriores).

Bibliografía:

Murphy, Alexander B.; “Geografía”, Ed. Alianza Editorial., 2020


Yarham, Robert ; “Cómo leer paisajes”, Ed. H. Blume. 2010


Strahler, Arthur N. ; “Geografía física”, Ed. Omega, 1984
Vilá Valenti, J. ; “Geografía Científica y Geografía Aplicada”, Ed. CSIC, 1968

Ministerio para la Transición Ecologócia y Reto Demográfico: «Sistema SIG»
https://www.miteco.gob.es/es/cartografia-y-sig/

National Geographic Society
https://www.nationalgeographic.co.uk/

Naional Geographic: «Map»
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/map/

UNESCO: «Interactive map»
https://whc.unesco.org/en/interactive-map/

El Canal de Suez: vía comercial

28 domingo Mar 2021

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La historia se remonta a la época de los faraones, cuando había una vía que conectaba el golfo de Suez con el delta del Nilo. 

En 1854 el vicerey de Egipto Saïd Pacha, concedió al empresario francés Ferdinand de Lesseps la concesión del canal durante 99 años, necesitó: 10 años (1859-1969) y 1 millón de trabajadores egipcios. Al principio no se disponía de maquinaria y todo se hacía a mano después se introdujeron las dragas de cangilones. 

En el inicio tenía una longitud de 164 kms y profundidad 8 metros pasando buques de 5.000 toneladas. En 1887 sufrió una reforma que permitía la navegación nocturna. 

En 1956 Gamal Abdel Nasser lo nacionalizó egipcio. Se amplió a 174 kms. de longitud y 14 ms de profundidad pasando buques de 30.000 toneladas. 

En 2015 se ha ampliado a 193 kms. de longitud y 24 ms de profundidad pasando buques de 240.000 toneladas. 

Evita en la ruta comercial marítima entre Europa y el sur de Asia tener que rodear el continente africano.  

El 23 de marzo de 2021 el Canal de Suez fue bloqueado por un buque portacontenedores de tipo Golden- Class el Ever Given, al ser golpeado por una intensa ráfaga de viento que le hizo desviarse a la orilla. 

Bibliografía:

Enciclopedia Britannica: «Canal de Suez»

1911 Encyclopædia Britannica/Suez Canal – Wikisource, the free online library

SCA: Suez Canal Authority  

SCA – Home (suezcanal.gov.eg) 

Ecured: «Canal de Suez»

Canal de Suez – EcuRed 

Baker, James; Watkins, Eric; Osler, David;

“Suez Canal remains blocked despite efforts to refloat grounded Ever Given:: Loyd´s List”. News, 24 Mar 2021 

Suez Canal remains blocked despite efforts to refloat grounded Ever Given :: Lloyd’s List (informa.com) 

Teoría de las cuerdas

04 viernes Dic 2020

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Unificando la física cuántica y relatividad, que inició Einstein, la teoría de las cuerdas surgió a finales de los 60. Retoma el trabajo de Einstein que se ha hecho más popular a partir de los 80. La teoría de las cuerdas defiende la existencia de diez dimensiones espaciales y una temporal mientras que la de la Relatividad puede funcionar bien en cuatro dimensiones.

Según la física tradicional las unidades más pequeñas de la materia son el electrón, protón, neutrón el fotón, el quark u otra partícula. Para la teoría de las cuerdas estas unidades son filamentos de energía, como cuerdas que vibran, son más pequeñas que un quark, no pueden verse ni comprobar.

Niveles de aumento de la materia:

  • Materia
  • Estructura molecular
  • Átomo
  • Electrones
  • Quarks (protones y neutrones)
  • Cuerdas

La teoría M, nos dice que hay una especial vibración de cuerdas dando lugar a una partícula gravitón, responsa de la gravedad.

La teoría de las cuerdas se debe a Jöel Scherk y John Henry Schwarz basada no en partículas puntuales sino en objetos unidimensionales o “cuerdas” que publicaron en artículos de 1974.

En 1996 Andrew Streominger del Instituto de Física Teórica de Santa y Cumrun Vafa de Harvard.  

     

Algunas teorías son:

Teoría de cuerdas de Tipo I, Tipo IIA, Tipo IIB, teoría de cuerdas heterótica SO (32) Y Teoría de cuerdas heterótica  E8XE8        

La teoría de supercuerdas: dualidad-S, dualidad-T, dualidad-U, simetría especular y transiciones de conifold. Las diversas teorías de cuerdas fueron conectadas con una nueva teoría 11-dimensional llamada teoría M.  La comprensión termodinámica de los agujeros negros se ha visto facilitada como nuevos objetos como las branas, especialmente las D-branas.

La Teoría Cuántica de la Gravedad unifica con las teorías de los átomos con las de la gravedad, así se pueden explicar: los agujeros negros, el principio del Universo y los componentes básicos de la materia.

Schawarz, John H, “Status of Superstring and M-Theory”, High Energy Physics-Theory; December 2008

https://arxiv.org/abs/0812.1372

Arefeva, I. Ya; Volovich, I.V.; “Matrix Theory in Curved Space”, Steklov Mathematical Institute. Gubkin St. 8, GSP-1, 117966, Moscow, Russia. 1998

Brian R. Green:  “The elegant universe”, Ed. Crítica, Drakontos, ISBN 84-8432-781-7, 2006], 1.999

https://es.wikipedia.org/wiki/El_universo_elegante

“La teoría de cuerdas en 7 minutos” (video) en Instituto de Física Teórica IFT.

Mass, Adam; “What is String Theory?, LiveScience; March 20, 2019

https://www.livescience.com/65033-what-is-string-

Greene, Brian; “String theory”, The Encyclopaedia Britannica

https://www.britannica.com/science/string-theory

Marie Curie (IYC2011): La radiactividad y la evolución de la Ciencia

07 viernes Feb 2020

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Curie
El 7 de noviembre de 1867, nace Marie Curie, Premio Nobel de física y química, descubridora del polonio y el radio.

 

Considerada una de las mujeres más influyentes de la ciencia. En 1903 Marie y Pierre Curie, recibieron el premio Nobel de Física, compartido con el físico Henri Becquerel.

 
En 1867 la química y física polaca logró ser la primera catedrática de Física en la Sorbona y la primera persona que logró dos premios Nobel, en 1905 el Nobel de Química, por lograr aislar por primera vez un gramo de radio.

 

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Realizó una labor sanitaria durante la Primera Guerra Mundial, al contribuir con sus radiografías a mejorar el diagnóstico y tratamiento de los soldados.

 
Sus logros incluyen:
– Primeros estudios sobre el fenómeno de la radiactividad
– Técnicas para el aislamiento de isótopos radiactivos
– Descubrimiento de el polonio y el radio
– Primeros tratamientos de neoplasias con isótopos radiactivos

 

 
El impacto en el mundo científico, y en el mundo de la mujer científica fue de gran magnitud, uno de los cuatro objetivos del “Año Internacional de la Química 2011 (IYC2011)» fue celebrar el centenario de su premio.

 

 
En 1895 se descubrieron los “rayos X” y en 1896 se descubre “la radiactividad natural”, Marie es animada por Pierre para que haga su tesis doctoral sobre el último descubrimiento.

 

Radiation

 

Se casaron en 1895, compartían un gran amor por la ciencia y una dedicación exclusiva a la investigación. Pierre era profesor en la Escuela Superior de Física y Química Industriales (ESPCI).
Tras su doble titulación: física en 1893 y matemáticas en 1894, el siguiente reto era el doctorado. El físico Henri Becquerel, había descubierto que las sales de uranio transmitían unos rayos de desconocida naturaleza, decidió investigar la naturaleza de las radiaciones que producían las sales de uranio.

 
El 25 de 1903 Marie defendía su tesis “Investigaciones sobre las sustancias radiactivas”, obtuvo el doctorado con mención cum laude.

MCurieThese1903         Pierre_and_Marie_Curie

Estudiaron en ESPCI su investigación de doctorado. Colocó muestras de uranio y torio entre otras en una placa de condensador cagada hasta 100 V y unida a uno de los electrómetros de Pierre, midió cuantitativamente su radioactividad, vio que los minerales pechblenda (UO2) y torbernita (Cu(UO2)2(PO4)C.12H20) eran más radiactivos que el uranio puro

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Trabajaron con lotes de 20 kg de pechblenda, terminarían procesando 8.000 kg de pechblenda. En abril de 1898 Marie disolvió pechblenda en ácido clorhídrico (HCL) y trató la disolución con ácido sulfhídrico (H2S), encontró que este material “radiactivo” coprecipitaba con bismuto (Bi), En 1902 consiguieron aislar 0,1 g de RaCl2, determinando que el peso atómico del radio era 225.

 

 

Ella y Pierre publicaron un artículo donde sugerían que la “radiactividad” era un fenómeno asociado con el átomo y proponían el nuevo elemento, que debería llamarse polonio. El siguiente elemento químico aislado se llamó radio debido a su intensa radiactividad.
Harry & Gilbert nos detallan que el método empleado por Mme. Curie para separar el bromuro de radio del bromuro de bario: Método de “Cristalización Fraccionada”
Extraídos en forma de mezcla de minerales de uranio, las disoluciones de la mezcla fueron evaporadas hasta la formación de cristales. Estos, más ricos en bromuro de radio, fueron redisueltos y recristalizados millares de veces, hasta obtener unos pocos miligramos de bromuro de “radio puro” a partir de varias toneladas de mineral.

 

Tras la muerte de su esposo en 1906, obtuvo la Cátedra de Física en la Sorbona, otorgada anteriormente a su marido Pierre en 1904.

 
Durante la Primera Guerra Mundial Curie uso la radiografía móvil para el tratamiento de los soldados heridos, con el coche “Petit Curie” primer centro radiológico para uso militar.

 
Fundó el Instituto Curie en París y en Varsovia, importantes centros de investigación en la actualidad.

 

Murió el julio de 1934 a los 66 años, probablemente debido a las radiaciones a las que estuvo expuesta en sus trabajos.

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Nobel Prizes: Marie Curie
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1903/marie-curie/biographical/

 

CSIC Laboratorio Curie
http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1.html

 

Marie Curie IUPAC
http://publications.iupac.org/ci/2011/real_pages/Jan11CI/index.html

 
Marie Curie Ovovideo
http://www.ovovideo.com/en/marie-curie/

 

InstitutCurie
https://web.archive.org/web/20101004003706/http://www.curie.fr/index.cfm/lang/_gb.htm

 

Intenational Year of Chemistry 2011, “Marie Curie in the New Era”
http://www.iyc2011.jp/mar-curie-e.html

 

Madri+dblogs, “Marie Curie su impacto en la Ciencia”
http://www.madrimasd.org/blogs/quimicaysociedad/2011/07/04/132417
Sánchez Ron, José Manuel; “Marie Curie y su tiempo”, Ed. Crítica, 2000
Curie, Éve; “Madame Curie”, Ed. Círculo de Lectores, 1993
León Carmona, Margarita; “Marie Curie”, Ed. Edimat Libros, 2005
Harry B. Gray; Gilbert P. Haight; “Principios básicos de química”, Ed. Reverte, 1975

Temporal de gota fría o dana

14 sábado Sep 2019

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GOTA FRIA

En el plano meteorológico un frente está haciendo estragos desde hace días en diferentes puntos de la geografía sureste peninsular de España (Comunidad Valenciana, Murcia) extendiéndose por Andalucía (Granada, Málaga) y penetrando en la Meseta y Zona norte:
– Conductores atrapados en calles
– Coches flotando descontrolados arrastrados por la corriente
– Aparecen ríos donde antes había vías de tráfico y trenes.
– Notables entradas de agua en bajos y garajes
– Caídas de árboles en las calzadas

 
Causando importantes daños materiales. El Ministerio de Defensa ha puesto en marcha un dispositivo donde participan: Unidad Militar de Emergencias, Ejercito de Tierra, Armada y Ejercito del Aire.

 

 
Dana o gota fría, es un sistema de baja presión en los niveles altos de la atmósfera que se ha separado por completo del flujo zonal en altura, se da en el hemisferio Norte, puede permanecer estacionario varios días.

 
El origen “gota fría” viene de la escuela alemana “Kaltlufttropfen” (gota de aire frío). En español se usa también para designar precipitaciones abundantes (violentas o intensas durante horas o días, acompañadas de actividad eléctrica o granizo), por lo cual se ha fijado por AEMET (Agencia Española de Meteorología) el término “dana” (depresión aislada en niveles altos” en homenaje al meteorólogo Francisco García Dana (Jefe del Centro de Predicción del Instituto Nacional de Meteorología).
A mediados del siglo XX, se acuño en vocablo “cut-off low” o depresión aislada (una depresión cerrada en altura que se ha aislado y separado de la circulación atmosférica asociada al chorro, que se mueve independiente del flujo, llegando a ser estacionaria o retrógrada (desplazamiento en dirección Este-Oeste); pero en este caso no se trata de una DANA, se trataría de una Borrasca Fría Aislada.

 

RADAR Meteosat Infrarojo
En meteorología DANA, se representa en las cartas un volumen de aire frío en los niveles altos de la atmósfera, rodeado de isotermas cerradas: Depresión Aislada en Niveles Altos. Se forma cuando un frente de aíre polar frío (corriente en chorro) avanza lentamente sobre Europa occidental a gran altura (5-9 km) y que al chocar con el aire más cálido y húmedo del Mar Mediterráneo genera fuertes y dañinas tormentas. Al producirse una ruptura en la circulación general del oeste, provocando que la corriente en chorro genere un ramal descendente que se aísla de la circulación general. Al producirse esta incursión del chorro polar en latitudes menores, se genera una “gota” de aire frío que se ve rodeada de una gran masa de aire cálido (anticiclón subtropical). Esto genera como consecuencia del gradiente térmico vertical, el ascenso de una gran masa de aire caliente y húmedo, hasta las capas medias y altas atmosféricas.

 

 
Podemos dividir a la DANA en dos secciones:
– Borde oriental del chorro: es el más inestable, es el borde divergente en altura, el viento geostrófico que parte del vértice de la vaguada o sección sur de la gota fría, más veloz que el propio viento del vértice, generando un vacío de masas de aire en capas altas, con ascensos de masas de aire.
– Borde oeste: el viento que se aproxima al vértice del sistema es más veloz que el del propio vértice, se produce una convergencia o no divergencia en altura que se solventa con un movimiento subsidente que da origen a una mayor estabilidad.

Dana AEMET
Se deja notar especialmente en zonas costeras, donde se concentran aguas a una temperatura superior a lo normal, que da origen al ascenso de aire húmedo y cálido que produce lluvias intensas y duraderas: Fundamentalmente en España, en la costa este y las islas Baleares, también en zonas interiores de la meseta (donde existe un gradiente térmico vertical asociado al gran calentamiento diurno de la superficie).
Es un fenómeno meteorológico anual que suele coincidir con el inicio del otoño y la primavera en el Mediterráneo occidental.

 

Gota Fría 1

La cantidad de lluvia con la Dana puede ser de gran intensidad, desbordándose barrancos, ríos o inundándose locales y carreteras. Las autoridades suelen difundir por redes sociales y medios de comunicación avisos y estados de emergencia. Desde el año 2002 la Dirección General de Protección Civil ha puesto en marcha el sistema SIGE (Sistema informático para la Gestión de Emergencias).
Las medidas de prevención a seguir:
a) Casa: revisar los desagües, que no estén obstruidos por hierbas, ramas y otros obstáculos. Revisar tejados, ventanas y bajantes de agua. Tener al lado una fuente de luz como linterna o vela, móvil y una radio. Si hay inundación abandonar los puntos más bajos como sótanos y garajes.
b) Carretera: no pasar por zonas inundadas, alejarse de ríos y barrancos. Conducir despacio. Si no se pueden abrir las puertas, evacuar el agua por las ventanillas. Obtener información del estado de las carreteras y la situación atmosférica del itinerario.
c) Autoridades locales: en carreteras limpieza de cunetas, canalizaciones de aguas pluviales. Inspeccionar la altura del cauce de los ríos y pantanos, evitar taponamientos por materiales que generen el desbordamiento.

 

 
Bibliografía:
• DANA o gota fría AEMET Agencia Española de Meteorología
https://meteoglosario.aemet.es/es/termino/219_dana-o-gota-fria

 

• DANA concepto, historia, tipos AEMET
http://www.aemet.es/es/conocermas/recursos_en_linea/publicaciones_y_estudios/estudios/detalles/Las_gotas_frias_DANAs
• National Weather Service-Glossary EE. UU
https://w1.weather.gov/glossary/

 

• Francisco Martín León; “Las gotas frías/DANAS-Ideas y conceptos básicos”, AEMET; 2003
LAS GOTAS FRÍAS / DANAS IDEAS Y CONCEPTOS BÁSICOS

 

Links relacionados:
• El tiempo en España Meteosat
https://www.meteosat.com/

 

• Red Radio de Emergencia REMER (Protección Civil) Vademécum
http://www.proteccioncivil.es/catalogo/carpeta02/carpeta24/vademecum17/vdm0254.htm#G

Ola de calor

29 sábado Jun 2019

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calor ok

 

Este verano una “ola de calor” está afectando a Europa Occidental y la Península Ibérica. Se produce por una masa de aire caliente proveniente del norte de África, una masa de aire tropical continental:
– Seca
– Cálida
– Con partículas de polvo en suspensión
En los mapas del tiempo las curvas de temperatura se hacen más amplias y estacionarias.

 

Temperatura Extrema Europea OK
Las temperaturas superan la barrera de los 40 grados, suele suceder en España una ola de calor cada 5 años.
La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) define ola de calor como “un periodo de al menos tres días consecutivos en que al menos el 10% de las estaciones meteorológicas registren temperaturas ambientales por encima del percentil del 95% de su serie de temperaturas máximas diarias en los meses de julio y agosto del periodo 1971-2000. La duración de una ola de calor la define como un fenómeno meteorológico y no climático, por lo que no se puede tomar como una prueba de cambio climático».

 
Una misma temperatura que en un clima cálido se considera normal puede considerarse una ola de calor en una zona con clima más diferente. Algunas regiones son más propensas a olas de calor que otras. Los climas de tipo mediterráneo presentan una canícula en la que si se producen olas de calor.

 
En la salud, los días de calor intenso obligan fisiológicamente al cuerpo humano a un esfuerzo de adaptación para mantener la temperatura corporal normal:
– Durante la primera ola de calor: ya que el cuerpo no está acostumbrado
– Cuando continua varios días o si los días y las noches son calientes
– Cuando hay mucha humedad y no hay viento

 

Las canículas severas pueden ocasionar muertes por hipertermia: “golpe de calor”, irritaciones en la piel y calambres.

 

El calor no afecta a todas las personas por igual, las de mayor riesgo son:
a) Personas mayores: más las que viven solas o dependientes
b) Personas enfermas: enfermedad cardiovascular, cerebrovascular, respiratoria, renal, neurológica, diabetes…) o medicadas.
c) Facultades mentales disminuidas.
d) Niños menores de 4 años
e) Personas con mucho peso

calor ministerio

Las medidas más sencillas para proteger nuestra salud son:
– Beber agua o líquidos de forma cotidiana
– Permanecer en lugares frescos, a la sombra, en lugares climatizados
– Tomar ducha o baño fresco
– No abrir las ventanas cuando la temperatura exterior es más alta.
– Comidas ligeras: ensaladas, frutas, verduras, gazpachos o zumos
– Evitar actividades en el exterior en las horas más calurosas
– Usar ropa ligera, color claro; usar sombrero. Calzado fresco.

 

 
Las personas mayores que viven solas, con las facultades mentales disminuidas o incapaces de adoptar medidas protectoras, deben ser visitados o controlados al menos una vez al día.
Los niños entre 0 y 4 años, beber mucho líquido. Usar ropa ligera, y no dejarlos en el interior de automóviles solos al sol o con las ventanas cerradas.
Las personas que tienen actividades externas en horas de más intensidad solar: reducir la actividad, protegerse del sol y beber para reponer líquidos y sales (agua, zumos, frutas, gazpacho, bebidas deportivas). Las quemaduras solares deben evitarse estando menos tiempo sea sol y usando cremas de protección.

 
El impacto en la naturaleza de las temperaturas altas:
– Aumento de los niveles de ozono y de otros contaminantes del aire.
– Los niveles de polen y otros alérgenos son mayores en caso de calor extremo.
– Aumento de consumo de electricidad en el mercado diario de producción en un 24% que lleva a un aumento del precio medio. Dicho aumento del consumo puede ocasionar cortes de suministro, que se pueden paliar mediante el uso de energías alternativas como la energía solar. Olas de calor prolongadas pueden causar disminución del caudal de los ríos, disminuyendo la producción de energía hidroeléctrica.

 

Temperaturas mapa España ok
La península se encuentra en una zona templada, no tiene características climáticas homogéneas al ser zonas de mezcla entre zonas de aire cálido y zonas de aire frío (subtropicales y polares).

 

La descripción del clima de España que hace AEMET, está basada en la clasificación climática de Köppen, para separar los climas templados C y D, se eligió como límite de temperatura media del mes más frío los 0ºC.
En España los climas más comunes son los templados de tipo C, los climas secos (B) tambien son comunes, tanto en las islas Canarias como en buena parte de la península y Baleares. Los climas templados fríos de tipo D se dan únicamente en zonas montañosas.La temperatura media estimada sobre España en el periodo 1981-2010 se sitúa en 15º.

 

En la desigual distribución de estas temperaturas medias inciden varios factores:
– Influencia del mar que suaviza las temperaturas, conforme nos alejamos de la costa se endurecen: la meseta Norte es más fría que la Sur (la Norte cerrada por macizos montañosos y la Sur influida por el Atlántico).

 

– La latitud: cuanto mayor sea la latitud menor será la temperatura media. Los lugares más cálidos de España están situados en las islas Canarias, que conforman los territorios españoles de menor latitud.

 
– La altitud: a mayor altitud hace más frío, en una relación de 0,65ºC por cada 100 m de subida.

 

Circulación Global Tierra OK
El concepto de “masas de aire” se refiere a grandes cuerpos de aire en movimiento. Es necesario que sea muy extensa y que mantenga cierto grado de uniformidad bajo el punto de vista térmico, así como que la masa de aire permanezca estacionaria durante algun tiempo. Las zonas terrestres donde se dan esas circunstancias se llaman “regiones fuertes de masas de aire”. Las propiedades físicas del aire de la masa son modificadas al principio en la base y más tarde en altura debido a los movimientos verticales. Al final las masas de aire entran en movimiento, y empiezan a viajar llevando con ellas las propiedades adquiridas. Manteniendo su identidad a kilómetros de distancia de su lugar de origen.

 

En la Península Ibérica, las masas de aire más importantes que con relativa frecuencia invaden son:

 
MASAS FRÍAS:
– Marítimas: Océano ártico, Groenlandia, Norte de Canadá
– Continentales: Rusia, Siberia

 
MASAS CALIDAS
– Marítimas: Atlántico subtropical, Atlántico tropical
– Continentales: Norte de África.

 

 

La masa “continental tropical”, se puede presentar en todo el año, pero en verano es cuando cobra más entidad: sequedad del aire, muy caliente y efecto calima. El resto del año, las masas del aire que vienen del continente africano proceden del Atlántico, y no están el tiempo suficiente encima del continente africano para adquirir el carácter continental.

 
La clasificación climática de Köppen fue creada por el científico y meteorólogo Wladimir Peter Köpper, es una clasificación climática natural mundial que identifica cada tipo de clima con una serie de letras que indican el comportamiento de las temperaturas y precipitaciones que caracterizan dicho tipo de clima.
A: tropical o macrotérmico
B: seco
BS: semiárido
BW: árido
C: templado o mesotérmico
D: continental (invierno gélido)
E: frio o microtérmico
F: gélido
T: tundra
a: subtropical
b: templado
c: subpolar
d: fuerte
f, m: húmedo o lluvioso
w: invierno seco
s: verano seco

Ejemplos: Csa: mediterráneo; Dfa: continental sin estación seca

 
Bibliografía:

 

OMS Cambio climático y salud
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/cambio-climático-y-salud

 

Ministerio de Sanidad, Consumo y Bienestar Social
https://www.mscbs.gob.es/va/profesionales/saludPublica/prevPromocion/calor.htm

 

El tiempo en España, METEOSAT
https://www.meteosat.com/tiempo/alertas/

 

AEMET, asociación española de meteorología
http://www.aemet.es/es/portada

 

Instituto Nacional de Meteorología
https://web.archive.org/web/20060826144703/http:/www.inm.es/web/infmet/avi/pr/conavi_c.php

 

Inocencio Font Tullot; “Climatología de España y Portugal”, Ed. Univ. De Salamanca; 2002