IMPACTO AMBIENTAL

El lado positivo del calentamiento global[1]

Juan José Morales

Que el calentamiento global es un hecho, parece total y definitivamente cierto. Y sin duda ello ocasionará importantes cambios climáticos. Pero quizá ese fenómeno tiene su lado positivo y está salvándonos de algo peor: una nueva edad de hielo. Así opina un grupo de investigadores suecos, quienes sostienen que el calentamiento global está compensando la tendencia natural de la Tierra a enfriarse.

Pero para comprender mejor esto, hay que recordar que estamos tan acostumbrados al favorable clima actual —y por actual nos referimos a los últimos miles de años— que usualmente se pierde de vista que la Tierra es un planeta bastante frío. Durante el último par de millones de años, ha habido prolongadas glaciaciones, o sea etapas en que gran parte del mundo estuvo cubierto por hielo y nieve. En promedio, la duración de esos períodos glaciales fue de cien mil años.

En los últimos tres millones de años, la Tierra ha experimentado 30 períodos glaciales o edades de hielo, en que gran parte del planeta estuvo cubierta por hielo y nieve. Una nueva era glacial sepultaría con un manto similar a numerosas ciudades de Europa y Estados Unidos y afectaría profundamente el clima en el resto del mundo.

En cambio, los llamados interglaciares —los períodos de clima benigno entre una y otra glaciación— duraron en promedio diez mil años.

Actualmente, la humanidad goza de favorables condiciones climáticas. La última glaciación terminó hace unos 12 mil años, o sea que estamos en un interglaciar. Y gracias a ese clima favorable, fuera de lo común, pudieron desarrollarse la agricultura y la civilización y el ser humano ocupar vastas regiones del norte de Europa y Asia.

Sin embargo, como ha ocurrido en el pasado, tras este período cálido debe ocurrir lo que podría llamarse una vuelta a la normalidad. Esto es, una nueva y prolongada edad de hielo que vuelva inhabitables vastas zonas del mundo e impida la agricultura en otras.

Pero esa tendencia al parecer fue revertida inadvertidamente por el ser humano gracias a la tala generalizada de bosques, la expansión de la agricultura, el auge de la ganadería y la Revolución Industrial, actividades todas ellas que al inyectar en la atmósfera considerables volúmenes de dióxido de carbono y otros gases producto de la quema de combustibles en gran escala, desataron el llamado efecto invernadero. Es decir, un fenómeno que consiste en la retención del calor solar que llega a la Tierra, impidiendo que se disipe de vuelta al espacio.

Esta hipótesis es obra de un grupo de investigadores de la Universidad de Gotemburgo en Suecia, encabezados por el profesor Lars Franzén y se basa en el estudio de las turberas del norte de Europa y en particular de la propia Suecia.

Las turberas —que cubren el 4% de la superficie de los continentes— son humedales de zonas frías y templadas donde la materia vegetal sepultada se pudre sólo parcialmente y se carbonifica para formar un material llamado turba, que puede usarse como combustible y con otros fines. Debido a ese proceso, tales sitios pantanosos son verdaderos sumideros de dióxido de carbono del aire, y al estudiarlos se puede saber cómo fue variando la concentración de ese gas en la atmósfera a lo largo de cientos de miles o millones de años.

Eso hicieron Franzén y sus colaboradores, y llegaron a la conclusión el calentamiento global ha sido un freno para una nueva glaciación. De hecho, creen que el prolongado período de intenso frío que se registró en diversos lugares del mundo, pero sobre todo en Europa, desde el siglo XVI hasta principios del XIX y que se conoció como Pequeña Edad de Hielo, marcaba ya el principio de esa nueva era gélida, de una nueva glaciación.

Pero, sin proponérselo, y sólo como parte del desarrollo de la civilización, el hombre frenó la glaciación al mantener los niveles de gases de invernadero lo bastante elevados como para conservar el calor solar. “Sin el impacto humano —asevera Franzén—, la progresión inevitable hacia una edad de hielo habría continuado”.

Por supuesto, no es una hipótesis plenamente probada, pero bastante sólida, así que tal vez el calentamiento global no es del todo malo e indeseable.

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[1] Publicado en los diarios Por Esto! de Yucatán y Quintana Roo. Viernes 26 de abril de 2013

IMPACTO AMBIENTAL

El pequeño enigma de los sargazos de Cancún[1]

Juan José Morales

En los últimos tiempos, ha habido en las costas de Quintana Roo grandes arribazones de algas marinas, o sargazo, como se les denomina popularmente. Y mucha gente se pregunta de dónde provienen tales cantidades de plantas, muy superiores a lo habitual, que constituyen un problema en las zonas turísticas ya que cubren las playas, representan una molestia para los bañistas, y al descomponerse despiden malos olores. Por eso se les considera basura y su remoción existe mucho esfuerzo y dinero.

El mapa muestra la ubicación del Mar de los Sargazos y las corrientes que lo circundan. El nombre de esa región del Atlántico le fue dado por los marinos portugueses porque los manojos de pequeñas vejigas llenas de gas que mantienen a flote el sargazo les recordaron los racimos de ciertas uvas de su tierra llamadas salgazo en portugués. El vocablo finalmente se transformó en sargazo.

Pero antes de seguir adelante, conviene precisar que estas grandes arribazones de sargazo no son exclusivas de las playas mexicanas del Caribe. Desde 2011 comenzaron a ocurrir en otros lugares del Caribe donde aunque la presencia de sargazo es normal, no ocurría en tan considerables volúmenes. Incluso, llamó la atención de los científicos que ocurrieran del otro lado del Atlántico, en Sierra Leona, en África, donde nunca se había registrado ese fenómeno.

Pues bien, de acuerdo con una investigación realizada por Kurt M. Dreckmann y Abel Sentíes, de la Unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana, las tales algas provienen en su gran mayoría del llamado Mar de los Sargazos, una región del Atlántico que si bien nos parece muy remota, en realidad —dicen los autores de este estudio— no se encuentra muy lejos de la península de Yucatán. Además, del borde sur de esa región llega hasta el Caribe y las costas peninsulares, una gran corriente marina.

El Mar de los Sargazos, de unos tres millones de kilómetros cuadrados, no es propiamente un mar, puesto que no está limitado por tierra firme como el Mediterráneo o el Caribe, sino por cuatro grandes corrientes marinas: la del Golfo o Gulf Stream, la del Atlántico Norte, la de las Canarias y la Ecuatorial del Norte. Este sistema de corrientes marinas forma una especie de inmenso lazo o rizo que gira en el sentido de las agujas del reloj y mantiene confinada una gran masa de aguas cálidas y de elevada salinidad en la que abunda el sargazo, una planta marina flotante del género Sargassum.

En esa zona —dice el estudio de Sentíes y Dreckmann, publicado en el número 107 de la revista Biodiversitas, de la Conabio— se estima que hay entre cuatro y 11 millones de toneladas de sargazo flotante. De ahí se desprenden las grandes masas que han estado llegando al litoral mexicano del Caribe y —como decíamos— también a la costa de Sierra Leona en África y de varios países caribeños, como Guyana, Surinam, Jamaica, Puerto Rico, Cuba y Venezuela, impulsadas por la Corriente Ecuatorial del Norte.

Las algas provenientes del Mar de los Sargazos, señala el estudio, son en su casi totalidad de dos de las ocho especies de sargazo: Sargassum natans y S. fluitans. Su abundancia varía a lo largo del año y a lo largo de la costa. Así, en el área de Cancún, dice el documento, “las arribazones se presentan entre agosto y noviembre, coincidiendo con la temporada ciclónica. Mientras que en Puerto Morelos éstas empiezan en noviembre y disminuyen en febrero, lo que corresponde con la temporada de secas”. Igualmente, las contracorrientes costeras hacen que las acumulaciones sean de diferente magnitud en diversos puntos.

Del Mar de los Sargazos —una región sobre la cual, dicho sea de paso, se ha tejido infinidad de mitos y leyendas— provienen pues las masas de algas que tanto molestan a los hoteleros y a los bañistas. Y nada puede hacerse para evitarlo. Incluso, el problema podría quizá empeorar si es resultado de cambios en la circulación oceánica por efecto del calentamiento global.

Pero, dicen Dreckmann y Sentíes, podría pensarse en aprovechar este inusual fenómeno y cosechar el sargazo para usarlo como materia prima. Pero como el espacio se ha agotado, dejaremos el tema para el próximo lunes.

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[1] Publicado en los diarios Por Esto! de Yucatán y Quintana Roo. Viernes 19 de abril de 2013

ENERGÍA SOLAR EL ÚNICO CAMINO[1]

Por Mauricio-José Schwarz

Los medios de información nos bombardean a diario con noticias repetitivas acerca del petróleo. El más mínimo problema en los países productores, que tienden a ser pequeños y subdesarrollados, pone a temblar a las grandes potencias económicas. Nuestra era es la del petróleo y el mundo gira alrededor del apestoso y contaminante líquido.

Pero el petróleo se va a acabar, inevitablemente, hagamos lo que hagamos, se acerca el día en que la última gota de petróleo disponible se habrá quemado y lanzado su postrer suspiro de contaminación ambiental. ¿Qué ocurrirá entonces?

LAS FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

Si alguien está vivo para entonces, lo cual no parece muy seguro gracias a la contaminación y a la amenaza nuclear, deberá buscar otras fuentes de energía. Sin ella, en pocos años estaremos de vuelta en las cavernas.

Durante los años posteriores a la creación de la bomba atómica y los primeros reactores nucleares, el mundo saludó a la energía nuclear como la salvadora. Los escritores ingenuos hablaron de pistolas atómicas y autos nucleares y el hombre de la calle se maravilló ante lo mucho que se puede lograr con la energía atómica.

¿Qué se puede lograr?

En principio, la energía atómica es muy difícil de controlar y los materiales radiactivos que la producen resultan extremadamente peligrosos. Hasta ahora, no ha habido accidentes serios en las centrales nucleares, pero no es difícil que pronto se registre alguna fuga en un reactor, o simplemente estalle… como una bomba atómica. El tratamiento de las afecciones producidas por la radiación es prácticamente imposible y quien se exponga a ellas queda marcado de por vida.

Otro problema serio es el de los llamados desechos atómicos. Cuando un trozo de material radiactivo ha cumplido su función y ya no es útil en un reactor, sigue emitiendo radiaciones letales. En la actualidad, los gobiernos han dispuesto que esta peligrosa basura atómica se entierre en basureros nucleares o se arroje al mar en envases supuestamente indestructibles. Ello no logra conjurar la amenaza que presentan tales desperdicios, y los físicos lo saben.

Todas estas consideraciones han llevado a numerosos científicos a la conclusión de que la fuente de energía del futuro no será la nuclear. Por cara, peligrosa y contaminante.

LA ENERGIA SOLAR

Alguien alzó los ojos al cielo.

El mayor horno que tenemos en un año luz a la redonda es el Sol. Con 1,390,000 kilómetros de diámetro y 5,300 grados centígrados de temperatura en la superficie, el Sol envía a la Tierra suficiente energía para ,evaporar el agua, lograr la fotosíntesis en todas las plantas del planeta… y para provocar dolorosas quemaduras si nos exponemos imprudentemente a sus rayos un día entero en Acapulco.

En pocas palabras, el Sol es la fuente energética más confiable que tenemos (durará seguramente varios millones de años más), la más potente y barata que se puede poner en el mercado. La correcta utilización de la energía solar nos permitiría guardar otras fuentes de energía para utilizarlas en donde no se puede aprovechar aquélla. Los viajes a las estrellas son un ejemplo.

Independientemente de los nublados, que impiden temporalmente la llegada de los rayos solares a la superficie de la Tierra, el Sol está ahí siempre. No hay que ir a buscarlo. En Estados Unidos, algunas personas han iniciado la labor de energetizar su casa con el Sol, utilizando paneles de aluminio para reflejar y concentrar el calor y utilizar éste para mover un simple motor de vapor que genera energía eléctrica.

Este sistema simplísimo, que aprovecha una mínima parte de la energía disponible, ha ahorrado ya varios cientos de miles de dólares a sus “locos” creadores cuyas casas parecen hechas de espejos. Tómese simplemente una lente y concéntrense los rayos del Sol sobre un poco de agua. Esta hervirá y tendremos vapor: la primera fuerza motriz artificial que utilizó el hombre.

LA CIENCIA TRAS EL SOL

Sin embargo, los sistemas de aprovechamiento de la energía solar que la ciencia está desarrollando en la actualidad van mucho más allá de la concentración del calor. Diversos científicos estudian en la actualidad sistemas tan sofisticados como lo son algunos cristales (entre ellos el cuarzo), que vibran al ser expuestos a la luz solar y producen energía eléctrica. La disciplina que estudia las propiedades de producción de electricidad de los cristales ya tiene incluso un nombre propio: la piezoeléctrica.

Los procesos que se busca perfeccionar ahora son los de las celdillas solares. Ellas pueden ser de cristales, de concentración de calor, de uso de rayos ultravioleta o infrarrojos. Hasta hace poco, el máximo rendimiento obtenido por una celdilla así era de más o menos un 25 por ciento. En la actualidad, se han producido celdillas que rinden un 80 por ciento de energía, y las posibilidades se multiplican. Pronto tendremos celdillas que podrán aprovechar un máximo del 95 por ciento de la energía de los rayos del Sol que llegan a la Tierra. Celdillas que se podrán producir en serie, con los consiguientes bajos costos, y que podrá comprar cualquier persona para mover su torno, encender su TV o mover un tractor o una trilladora. Lo que viene es más que un adelanto: es una revolución que afectará los sistemas agrícolas e industriales, las actividades domésticas y prácticamente todas las actividades humanas.

ENERGIA SOLAR E INTERESES CREADOS

Muchos han sufrido progresivos ataques cardiacos ante cada avance del aprovechamiento de la energía solar. Centenares de magnates industriales, con la cara morada de furia, han luchado -y están luchando- por evitar que el uso cotidiano de la energía solar se convierta en una realidad. No es broma hablar de los miles de millones de dólares que perderían las compañías petroleras, las proveedoras de electricidad, los industriales y productores de alimentos si esta posibilidad se concreta. Se han tomado medidas que han incluido, en ciertos deplorables casos, la compra de patentes por parte de estos industriales. Después, meten la patente en una caja fuerte y se olvidan de ella, suspirando aliviados.

Sin embargo, la ciencia avanza tan rápidamente y los conocimientos se difunden a tal velocidad en nuestro mundo actual, que será imposible detener la realización de este sueño. A lo mucho podrán retrasarla.

EL ESPACIO ES LA SOLUCION

Sin embargo, las celdillas solares utilizadas en la superficie terrestre son apenas una parte pequeña de lo que se puede hacer con la tremenda energía del Sol. Servirán sin duda para mejorar las condiciones de vida de la gente y para aumentar la producción de bienes, especialmente la de alimentos. Pero un mes de nublados constantes arruinaría cualquier industria, una vez que se le terminara la energía almacenada en baterías.

Pero un satélite en órbita desconoce los nublados y los problemas que pueden darse en la superficie. Además, en el espacio se puede captar la energía del Sol en una forma por así decirlo, bruta. No está filtrada y atenuada por la atmósfera, no está afectada por las condiciones climáticas. Está ahí con toda su colosal fuerza.

Gracias al avance en la conquista del espacio, el hombre puede actualmente poner en órbita satélites de los llamados “estacionarios”, esto es, que se mantienen fijos sobre un punto de la Tierra. No dan vueltas alrededor de ella, sino que siguen con total precisión su movimiento de rotación y traslación. Un ejemplo son los satélites de comunicaciones. Además, ya se han realizado experimentos para la utilización de la energía solar en el espacio. Los laboratorios espaciales norteamericanos, los Skylab, se alimentan exclusivamente de energía solar a través de paneles de aluminio.

Ahora, gracias al taxi espacial (el Space Shuttle) es posible poner en órbita estacionaria pequeños satélites con gigantescos paneles de aluminio que capten la energía solar y la manden a la superficie de la Tierra a través de microondas. Esto representa una utilización integral de diversos adelantos tecnológicos. Las microondas se recogerían en enormes “persianas” de aluminio que podrían situarse en lugares tales como los desiertos de la Tierra. Energía barata, constante, no contaminante, sin peligro para la salud del hombre o de su planeta.

Pensemos en el caso ideal. México contrata la puesta en órbita de un satélite con un kilómetro cuadrado de paneles solares sobre el desierto de Sonora y luego construye un sistema de captación en dicho desierto. Gracias al bajo costo del aluminio, esto no es un sueño de ciencia ficción, sino una posibilidad real a corto plazo. No más smog, no más cuentas de luz absurdas, no más problemas en Medio Oriente… un mundo ideal que el hombre puede empezar a construir ahora con la energía del viejo Sol.

[1] Publicado originalmente en Contactos Extraterrestres No. 58, México, 21 de marzo de 1979. Págs. 32-35.

EL ACERTIJO DE LOS AGUJEROS NEGROS[1]

Por Mauricio-José Schwarz

¿Qué es una cosa capaz de “comerse” todo, incluso la luz; es tan densa que su atracción gravitacional es millones de veces mayor que la de la Tierra y todos los astrónomos están seguros de que existe, aunque nadie sabe con certeza si ya se ha encontrado alguna?

Esto, que parece una adivinanza absurda, es un “agujero negro” y se trata de un poderosísimo trozo de nada en el espacio que los físicos llaman una singularidad.

INSTRUCCIONES PARA HACER UN AGUJERO NEGRO

Todos sabemos que cualquier cuerpo físico ejerce una fuerza gravitacional, esto es, atrae hacia su centro a todos los demás fragmentos de materia del universo. Sin embargo, cada objeto también atrae hacia su centro a sus capas superiores. Imaginemos una pelota de cobre con una cubierta de acero y una última cubierta de plomo. Toda la pelota, formada de tres metales, atraerá a los objetos a su alrededor obedeciendo las leyes de la gravitación; pero también las capas de plomo y acero estarán siendo atraídas hacia el centro de la pelota. Esto significa que todos los cuerpos del universo están “cayendo hacia sí mismos”.

En realidad, esto no es tan terrible como parece, puesto que las muchas otras fuerzas del universo compensan esta caída. Pero ahora tomemos un trozo de materia considerable, digamos, una estrella de mil veces el tamaño del sol. Todas las estrellas tienden a agotar su fuente de energía, que es una reacción nuclear de fusión similar a la que hace que una bomba de hidrógeno funcione. Y nuestra estrella de experimentación no será una excepción. Dejamos que su combustible se agote y esperamos algunos millones de años para que se enfríe.

Ya fría, veremos que los átomos de su superficie no están ya equilibrados por el calor y la reacción nuclear, y son atraídos hacia el centro. Nuestra estrella empieza, cada vez más rápidamente, a “caer hacia sí misma”. Nosotros, que estamos afuera, veremos cómo con el paso de los milenios se comprime cada vez más y más, y más…

¿Cuál es el límite?

Ninguno, de acuerdo a los astrónomos.

O sea, que toda la masa de una estrella mucho mayor que el sol puede comprimirse hasta medir, por ejemplo, lo mismo que una cabeza de alfiler. Y una cosa así pesa mucho.

EL PESO DE LA -LUZ

Uno de los conceptos más curiosos desarrollados por el gran físico Albert Einstein es aquél que nos dice que la luz se comporta, al mismo tiempo, como onda y como partículas. Bien, si la luz se compone de partículas, esto significa que tiene un peso determinado.

Imaginemos por un momento que estamos parados en un agujero negro, y digo imaginemos porque tal hazaña sería imposible, pues quedaríamos instantáneamente aplastados ya que pesaríamos varios miles de toneladas en una de esas singularidades. Pero supongamos que lo logramos y tomamos una linterna de mano para hacer señales a nuestra nave, que espera en órbita el informe de nuestro viaje. veremos un fenómeno que es, al fin y al cabo, el que da su nombre a los agujeros negros: el haz de luz de nuestra linterna no subirá sino que literalmente se caerá y la materia de la luz será absorbida por el cuerpo del agujero negro. La gravedad del agujero negro es tal que no permite ni siquiera la salida de la luz. Por tanto, y puesto que nada puede viajar a mayor velocidad que la luz, según la teoría de la relatividad de Einstein, observamos que nada puede salir de un agujero negro. Toda la energía del universo no sería suficiente para sacar un alfiler del radio de acción de un agujero negro.

¿ASPIRADORAS ESPACIALES O PUERTAS A OTROS UNIVERSOS?

El radio de acción de un agujero negro es la zona dentro de la cual su atracción gravitacional es tal que ya resulta imposible escapar. El tamaño de esta zona depende del tamaño y de la masa del agujero negro y puede ser de una fracción de milímetro o de varios centenares de millones de kilómetros.

Así que cualquier cosa que caiga en un agujero negro está irremediablemente “perdida y jamás podrá volver a ver la luz. Ante tal condena, algunos físicos han propuesto la ensoñadora teoría de que los agujeros negros sean puertas de acceso a otros universos o bien caminos “alrededor” del espacio que permitirían los viajes a mayor velocidad que la luz.

Sin embargo, no podemos saber aún la verdad con respecto al fin último de la materia que cae a un agujero negro, puesto que jamás se ha descubierto la existencia real de uno de estos singulares cuerpos estelares. Esto no resulta tan extraño, puesto que ya hemos visto que los agujeros negros no pueden emitir luz, ni ningún tipo de materia. Son silenciosos moradores del universo que viajan por el espacio absorbiendo todo lo que encuentran. Al absorber materia y energía crecen, pero no en tamaño real, sino en densidad y masa, aumentando así su radio de acción. Sin embargo, hay cosas que deben existir, de acuerdo a nuestras teorías sobre el universo que nos rodea, y son legión las pruebas que demuestran la necesidad de la existencia de agujeros negros en el universo tal y como lo concebimos.

Pero existen formas de detectar la existencia de agujeros negros sin verlos físicamente. Los podemos descubrir por sus efectos.

Muchas estrellas, a diferencia de nuestro sol, andan “en parejas”; se trata de estrellas “binarias” que, en vez de tener un sistema solar o ser solitarias, giran una alrededor de la otra. La estrella más cercana al sol, Sirio, es realmente una estrella binaria, aunque la compañera de la estrella que nosotros alcanzamos a ver ya está prácticamente apagada. Los astrónomos han planteado la posibilidad de una pareja de estrellas en la cual una se haya convertido en un agujero negro y esté absorbiendo lentamente la materia de su compañera. Lo que nosotros observaríamos sería una especie de “remolino estelar” y, de hecho, los astrónomos parecen haber descubierto un fenómeno que cumple esos requisitos en una pareja de estrellas situadas en la constelación de Escorpión. Otro lugar donde, al parecer, existe un agujero negro, es la Constelación del Cisne, donde la estrella Cygni X-I parece tener una gemela negra. Los físicos, sin embargo, consideran que debe haber varios agujeros negros en cada galaxia.

EL NUEVO OBSERVATORIO ORBITAL BUSCA AGUJEROS NEGROS

Un gigantesco observatorio orbital recientemente lanzado por los científicos de Estados Unidos tiene montado, entre otros muchos instrumentos, el mayor telescopio de rayos X del mundo. Así como los telescopios ópticos registran la luz emitida por los cuerpos celestes y los radiotelescopios registran las señales de radio que cruzan el universo, un telescopio de rayos X se enfoca en las emisiones de rayos X que llevan a cabo los diferentes cuerpos del universo.

Este archimoderno telescopio envió, el día 18 de noviembre de 1978, la imagen del borde de lo que podría ser un agujero negro. Los científicos del Centro de Vuelos Espaciales Goddard contemplaron asombrados el extraordinario resultado de un proyecto de 87 millones de dólares y muchos años de trabajo.

Queda por resolver la “utilidad” que el descubrimiento de un agujero negro tendría para la humanidad. Para quienes creen que la utilidad siempre se mide en dinero, anticipamos muy pocas ganancias a través de la industrialización de los agujeros negros. Pero para quienes dan su justo valor al conocimiento humano, la corroboración de un descubrimiento así tendrá el extraordinario valor de ser un paso más en el arduo camino del hombre por comprender el maravilloso universo que lo rodea.

[1] Publicado originalmente en Contactos Extraterrestres No. 54, México 24 de enero de 1979. Págs. 34-36.