El suelo se mueve (tema1 ej.6)

Terremotos y volcanes. Fenomenos naturales que aterrorizan a cualquiera, que generan caos y destruyen vida. La impotencia que sentimos al no poder hacer nada contra la madre Naturaleza.

¿Quieres saber por qué se producen? A lo mejor tener esta información te ayuda a comprender un poco mejor el mundo. Así que vamos a adentrarnos en una materia muy interesante: la geología.

DERIVA CONTINENTAL

Nos remontamos a los siglos XIX y XX, aquí los científicos se enfrentaban defendiendo puntos de vista opuestos:

• Los fijistas: defendían la permanencia de los continentes en su localización actual.
• Los movilistas: quienes defendían que los continentes se habían desplazado grandes distancias a lo largo del tiempo.

En 1912, Wegener (meteorólogo) presentó una revolucionaria hipótesis movilista: la deriva continental. Según esta, hacía unos 200 millones de años todos los continentes habían estado unidos en uno solo, al que denominó Pangea. Los continentes, formados por una corteza más ligera, resbalan o se deslizaban sobre una capa continua y más densa que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos.

Pruebas de la deriva continental reunidas por Wegener que probaban la existencia de Pangea en el pasado:

• Pruebas paleontológicas. Continentes actualmente alejados presentan fósiles de organismos terrestres como reptiles o plantas que en ningún caso hubieran podido atravesar los océanos que hoy les separan.
• Pruebas geológicas. Encaje entre las costas de los continentes por sus plataformas y continuidad de determinado tipos de rocas a uno y a otro lado de la línea de unión.
• Pruebas paleoclimáticas. Rocas como el carbón y sedimentos como los depositados por glaciares nos informan sobre el clima del pasado. Por ejemplo: en los actuales continentes del hemisferio norte, que ocupaban una posición ecuatorial en el pasado (en Pangea), crecían entonces vastas selvas, como lo probaban sus grandes yacimientos de carbón.

Todas estas pruebas apoyan la existencia de Pangea en el pasado, pero Wegener no aportó ninguna fuerza convincente capaz de mover los continentes, por lo que su hipótesis de la deriva continental fue rechazada.

Hasta que más tarde, en la década de 1960, esta hipótesis quedó incluida en una teoría mucho más elaborada: la tectónica de placas.

ESTUDIO DEL PLANETA TIERRA

Para la completa comprensión de esta teoría es necesario saber cuáles son las capas dinámicas de la tierra. En orden de mayor a menor distancia hasta el centro de la Tierra son:

1. Litosfera: es la capa fría y rígida superficial y engloba toda la corteza más una porción del manto superior, también rígido. Esta capa resulta quebradiza ante las deformaciones, debido a esto, la litosfera no está constituida por una única pieza, sino que se encuentra fracturada en algo más de una docena de grandes trozos, llamados placas litosféricas, de diferentes tamaños que forman una especie de puzle gigantesco que recubre todo el planeta. El grosor de la litosfera es muy variable y puede llegar a alcanzar más de 200 km, aunque en los fondos oceánicos su espesor apenas alcanza unos pocos kilómetros.
2. Astenosfera: abarca parte del manto. Los materiales se encuentran parcialmente fundidos, de tal manera que esta capa es fluida, aunque se encuentra entre la litosfera y el resto del manto, que son dos capas sólidas. Llega hasta los 250 km de profundidad.
3. Mesosfera: esta capa la forma el resto del manto. Tiene un comportamiento plástico y dúctil sin dejar por ello de ser sólida.  Hasta los 2900 km.
4. Endosfera: o núcleo está fundido en su mayor parte (núcleo externo), salvo en el centro (núcleo interno). El centro de la tierra está a 6.731 km.

*Al leer esto último creo que nacen preguntas: ¿Cómo pueden estar en el centro de la Tierra los materiales sólidos con las altas temperaturas que se alcanzan? ¿Tiene sentido esto de que se alternen los estados de los materiales, primero sólido, luego fundido, luego sólido y así sucesivamente?

La explicación de esto es la relación entre presión y temperatura que se va alcanzando cuando más cerca estamos del centro. El punto de fusión de los materiales aumenta con la profundidad. Esto es debido al efecto de la presión, que hace posible, por ejemplo, que el hierro a presión atmosférica, se funda a 1550ºC y, sin embargo, se encuentre sólido en el centro de la Tierra a unos 6000ºC.*

Para la creación de la teoría: tectónica de placas contribuyó decisivamente el estudio de los fondos oceánicos y la distribución de terremotos y volcanes.

Es muy curioso saber que la Guerra Fría contribuyó enormemente a consolidar la teoría de tectónica de placas. Por un lado los submarinos atómicos cobraron una gran importancia como armas estratégicas. Su utilización despertó la necesidad de contar con mapas precisos de los fondos oceánicos, casi desconocidos, y condujo al descubrimiento de nuevos relieves. Por otro lado la necesidad de conocer las pruebas nucleares del enemigo llevó a instalar una amplia red de sismógrafos por todo el globo. Estos instrumentos detectan cualquier vibración del terreno, incluidas las producidas por las explosiones atómicas, que se distinguían de los terremotos naturales estudiando las ondas sísmicas.

Así que de manera indirecta muchos estudios se realizaron gracias a este conflicto.

En la definición de litosfera, he hablado de las placas litosféricas (cada uno de los fragmentos en que se encuentra dividida la litosfera) que parecían piezas de un gigantesco rompecabezas. En sus límites o bordes se concentra la actividad interna.

Esto último lo descubrieron con los mapas resultantes de los sismógrafos que mostraban una disposición sorprendente. Los terremotos se distribuían en estrechas bandas, denominadas cinturones sísmicos, donde también se concentraban los volcanes. Esto llevó a la conclusión de que de alguna forma, la liberación de energía interna en forma de magma y de sacudidas sísmicas se concentraban en determinadas zonas, dejando el resto de superficie terrestre en calma.

Los cinturones sísmicos mostraban una litosfera fragmentada definiendo así los bordes de estos fragmentos.

Las placas litosféricas son las siguientes:

Placas tectónicas grandes	Placas tectónicas pequeñas
1. Placa Euroasiática 2. Placa Africana 3. Placa Indoaustraliana 4. Placa Norteamericana 5. Placa Sudamericana 6. Placa Pacífica 7. Placa Antártica	1. Placa del Caribe 2. Placa de Nazca 3. Placa de Cocos 4. Placa de Juan de Fuca 5. Placa Filipina 6. Placa de Scotia 7. Placa Arábiga

En el fondo oceánico se encontraron relieves importantes:

• La dorsal medio-oceánica: es una enorme cordillera que suele recorrer la zona central de los océanos. Presenta un surco central o rift y está atravesada por numerosas fracturas, perpendicuales a este eje.
• Fosas: son estrechas y profundas trincheras que suelen encontrarse adosadas a los bordes continentales o juntos a arcos de islas volcánicas.

Y también se interesaron mucho por la composición del fondo oceánico, debido a que estos estudios proporcionaron dos importantes datos acerca de los fondos marinos:

• Estos están constituidos por rocas volcánicas, sobre las que se han acumulado sedimentos marinos.
• Son muy jóvenes. Las lavas del rift son muy recientes y su antigüedad aumenta al alejarnos de él.

*En geología, cuando hablamos de juventud, nos referimos a que no existen fondos marinos con más de 180 millones de años)*

Como conclusión sacamos una relación entre los dos puntos anteriores. En el rift existen lavas recientes sin sedimientos, debido a que no ha transcurrido suficiente tiempo para ello. Al alejarnos a un lado y a otro del rift, la edad es progresivamente mayor y, por ello, las lavas se encuentran cubiertas con mayores espesores de sedimentos marinos. En 1962 nace la teoría de Hess, sobre la expansión del fondo oceánico.

De toda esta información se deduce, pensando mucho, que el fondo oceánico se está formando continuamente en las dorsales, a partir de magmas que ascienden del manto y salen por el rift. La salida de nuevos magmas separa los materiales anteriores a uno y otro lado. Con el paso del tiempo, el fondo oceánico va expandiéndose y, los continentes, que en un principio estaban unidos, se alejan.

Siguiendo el razonamiento anterior, si la Tierra no se hinchaba por la excesiva creación de fondo oceánico, se debía a que al mismo tiempo, el fondo debía destruirse en otros lugares (por esto no se encontraban fondos oceánicos muy antiguos).

Los lugares donde debía de producirse esta destrucción era en las fosas. En ellas el fondo oceánico parece doblarse y hundirse en el manto. Este proceso se denomina subducción. Fueron dos geofísicos, Wadati y Benioff, los que comprobaron situando los hipocentros (región del interior terrestre donde se desencadena la vibración de un seismo) de terremotos en las cercanías de una fosa, que al alejarse de esta, los terremotos se hacen más profundos. Vistos de perfil, describen un plano inclinado que representa a la placa que se hunde, denominado en su honor "plano de Wadati-Benioff".

TECTÓNICA DE PLACAS

Todo lo anterior está englobado en la teoría: tectónica de placas o tectónica global.

A continuación un buen esquema, donde de manera resumida, vemos el proceso que nos lleva a esta gran teoría.

Ya hemos llegado a la tectónica de placas, pero ahora nos falta hablar de muchas cosas que esta teoría recoge y acepta. Cosas sobre el movimiento entre placas y la formación del relieve originado por este movimiento.

Como ya hemos dicho, los límites entre las placas son relevantes por tratarse de zonas geológicamente muy activas.

Podemos clasificar estas placas en tres tipos: 

• Bordes constructivos o divergentes. Son las zonas donde dos placas se separan provocando entre ellas la creación de una nueva litosfera oceánica. En estos bordes existe un vulcanismo suave. Las estructuras que se forman son rifts (valley) y dorsales. Ej:

Rift valley africano

Vista del rift valley africano desde el espacio

                  

• Bordes destructivos o convergentes. Se corresponden con las zonas donde dos continentes colisionan, así como con las zonas de subducción, donde el fondo oceánico se introduce en el manto. Se destruye litosfera. En estos bordes aparecen las cordilleras litorales, los arcos insulares y las fosas oceánicas. Hay tanto vulcanismo como terremotos. Ej:



Océano pacífico, a la derecha los Andes y a la izquierda Japón.



Foto de los Andes desde el espacio. Subducción de la placa de Nazca debajo de la Sudamericana.

• Bordes pasivos, Son fracturas, conocidas como fallas transformantes, en las que dos placas rozan lateralmente originando seísmos. En estas zonas no se crea ni se destruye litosfera oceácina y, por tanto, apenas existe vulcanismo. Ej:

Falla de S.Andrés (California). Placas norteamericana y del Pacífico.

Pero... ¿Qué mueve a estas gigantescas placas?

A esta cuestión no supo responder ni el mismísimo Wegener, pero ahora si tenemos una explicación.

En un primer momento, se creía que esto se debía a las corrientes de convección de la astenosfera, sobre la que flotaba la litosfera, eran las responsables del movimiento. De tal manera que en los lugares donde las corrientes calientes ascendían y se separaban, se formarían las dorsales; y donde las corrientes frías se hundían, se originarían las fosas.

Esta explicación es sencilla y fácil de entender, pero a parte de las corrientes de convección con el paso del tiempo hemos ido ampliando nuestros conocimientos y se ha llegado a estas conclusiones:

• La astenosfera ya no es el único lugar donde se desarrolla la convección, pues las corrientes detectadas abarcan el conjunto del manto.
• La litosfera tiene un papel importante en su propio desplazamiento a través de dos fuerzas, la de la gravedad (al ser una dorsal una zona elevada, la litosfera generada tendería a deslizarse a ambos lados por efecto de esta fuerza) y el peso de la placa (cuando se inicia la subducción, el peso de la placa que se está hundiendo arrastraría tras de sí al resto de la misma).

Como conclusión podemos decir que el calor interno de la Tierra es el motor de la tectónica de placas. Este calor es el responsable de que la mayor parte del manto, aunque sea sólido, se comporte como un material dúctil o plástico. De este modo, se pueden generar corrientes en su interior que, con la colaboración de las propias placas, provocan el desplazamiento de las mismas.

*Todavía puede haber alguna duda, como esta: ¿Por qué hay áreas de vulcanismo en el interior de placas?

La respuesta a esta pregunta es que existen puntos calientes. Son áreas de vulcanismo intenso alimentadas por una corriente ascendente de materiales calientes procedentes del manto profundo. A veces coinciden con límites de placas, como en Islandia, pero normalmente se sitúan en el interior de las placas, como en Hawái.*

CICLO DE WILSON

Wegener no se podía ni imaginar que antes de su Pangea había habido al menos una diferente al comienzo de la Era Primaria.

El geólogo canadiense Wilson fue el primero en proponer la existencia de procesos cíclicos de ruptura y reunificación de supercontinentes. En su honor, a dicho proceso cíclico se le denomina ciclo de Wilson.

1. Formación de un domo térmico. El calor acumulado debajo del continente provoca la dilatación de los materiales y un abombamiento.
2. Etapa de rift continental. Aparecen grandes fracturas que adelgazan la litosfera, provocando la formación de un surco o rift continental.
3. Etapa de mar estrecho. La separación se completa y comienza a generarse entre ambos fragmentos nueva litosfera oceánica y una pequeña dorsal.
4. Etapa de océano tipo Atlántico. La separación prosigue y la extensión del nuevo fondo oceánico aumenta considerablemente.
5. Etapa de océano tipo Pacífico. El océano comienza a cerrarse por la aparición de zonas de subducción de sus bordes.
6. Etapa de acercamiento. El cierre casi se ha completado: ambos continentes se acercan con sedimentos marinos en sus bordes.
7. Etapa de colisión continental. Los bordes de ambos continentes y los sedimentos atrapados en medio se deforman.
8. Etapa final. Las masas continentales se saturan y se forma la cordillera de colisión continental.

Y este es el ciclo de Wilson, así cuando todos los continentes estén unidos formando un súper continente la etapa 1 vuelve a aparecer y sus etapas sucesivas. Toda una cadena, que da un paso apreciable cada millón de años.

CURIOSIDADES

En termino medio, las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades de 2,5 cm/año lo que es, aproximadamente, la velocidad con que crecen las uñas de las manos.

El límite entre la placa Euroasiatica (donde nosotros nos encontramos) y la placa africana es el que está mas cerca de nosotros. El movimiento de la placa africana es hacia el norte a unos 2,15 centímetros cada año, lo cual la llevará a unirse al extremo sur de España dentro de 650.000 años, separando el mar Mediterráneo del océano Atlántico.

Terremoto en Lorca:

Para entender el por qué de estos últimos temblores, debemos situar a Lorca y la Falla de Alhama, en su contexto geodinámico. El Sureste español (realmente toda la Península) se encuentra muy próximo al límite entre las placas Euroasiática y Africana, las cuales se acercan induciendo una velocidad de movimiento relativamente pequeño para esta falla. El movimiento de esta falla no es constante, sino que la energía se acumula hasta superar el límite de rozamiento, provocando una liberación súbita de ésta energía en forma de ondas, que se transmiten al terreno deformándolo a medida que se desplazan.

¿Por qué es tan dificil predecir un terremoto?

Los habitantes de las zonas con riesgo sísmico son conscientes de que la tierra puede temblar en cualquier momento. Pero, ¿cuándo podrán los científicos alertar de un terremoto inminente de la misma forma que un meteorólogo predice una tormenta con horas e incluso días de antelación?

De momento, los expertos son capaces de calcular con bastante precisión dónde se producirán las sacudidas a largo plazo -por ejemplo, se espera un fuerte terremoto en California en los próximos 30 años- pero no con la antelación necesaria para que la población y los servicios de emergencias se preparen. Y es que, a pesar de los avances en sismología, siguen siendo imprevisibles.

Proyectan construir un muro anti-tsunami:

Tokio, 22 de julio de 2011 (Télam).

La empresa de energía Chubu Electric presentó hoy un proyecto para construir en la convergencia de dos placas tectónicas un muro anti tsunami con la finalidad de proteger la cuestionada central nuclear de Hamaoka, en la prefectura japonesa de Shizuoka.

El proyecto costará alrededor de mil millones de euros, para poder reactivar con seguridad la planta de generación eléctrica que el premier Naoto Kan pidió cerrar tras la crisis de Fukushima.

El muro, de 18 metros de altura y 1,6 kilómetros de largo, tiene como finalidad soportar el impacto de olas anómalas superiores a las que devastaron la central de Fukushima.

Chubu, que provee electricidad a cinco prefecturas, estima terminar los trabajos para diciembre de 2012.

Alfred Wegener (Berlín, 1880 - Groenlandia, 1930):

"Zapatero a tus zapatos". Esta es la despectiva frase que le dedican a Wegener los más eminentes geólogos de su tiempo por atreverse a enunciar una hipótesis genial.

Muere en 1930 en la tercera expedición a Groenlandia, el lugar de sus sueños de juventud. Se le recuerda como explorador del Ártico y como pionero de una nueva ciencia: la Meteorología, pero se le ignora como geólogo.

Espero que os haya quedado muy claro toda esta parte de la geología, la tectónica global, y que os haya gustado.

Está explicado de manera amplia, pero porque me es imposible explicarlo mejor reduciéndolo.

Es sorprendente saber como se han formado accidentes geográficos tan bellos como la cordillera del Himalaya o cómo se ha formado Japón. 

Gracias a la geología sabemos que San Francisco sufre un gran riesgo sísmico porque está cercano a un límite de placas de tipo pasivo,  y por qué en Japón hay tantos tsunamis. Así en estos sitios por ejemplo, se construyen edificios especiales y sus habitantes están siempre alerta y preparados.

Es una de las ciencias más utiles y en las que debemos avanzar, para poder predecir estos fenómenos naturales imparables con un tiempo suficiente y reducir los daños y destrozos que suelen generar.

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.

Júpiter y Juno (tema 1 ej 4)

La astronomía, una ciencia que estudia el universo, una ciencia encargada de darnos las respuestas a las preguntas que muchos nos hacemos cuando levantamos la mirada hacia el cielo. Quién no ha soñado nunca con viajar a la Luna, con la existencia de extraterrestres o con un viaje por las estrellas... A todo curioso le gusta este tema, y gracias a ellos la astronomía avanza.
No son muchas las noticias de astronomía que recibimos, supongo que a la gente no les parecen tan útiles y la verdad es que no nos suelen dar muchas soluciones a nuestros problemas del día a día. Por esto se avanza más en otras ciencias, como por ejemplo en la medicina. Sumándole a esto el gran coste de las misiones espaciales y los años que pueden tardar...
Olvidándonos de los contras, las noticias de astronomía son sorprendentes. Parece que conocer algo nuevo de otro cuerpo celeste no nos va a proporcionar nada, pero esto es erróneo, estudiando otros planetas podemos descubrir cosas sobre el nuestro por ejemplo.

Yo tengo curiosidad por el universo, y por esto os dejo aquí una noticia de un proyecto espacial. Ojalá que dentro de unos años lo veamos tan útil como los científicos esperan que sea. Ahí va la historia de Júpiter y Juno:

Júpiter es el quinto planeta del sistema solar. Tiene una masa 318 veces mayor que la Tierra y un volumen de mil veces esta; es el planeta más grande del sistema solar. Se encuentra a 679.623.714 km de nosotros. Júpiter tiene un tenue sistema de anillos, invisible desde la Tierra. También tiene 16 satélites. Su composición es semejante a la del Sol, formada por hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de otros compuestos. La rotación de Júpiter es la más rápida entre todos los planetas, de 9,84 horas. Tiene una atmósfera compleja, con nubes y tempestades, por ello muestra franjas de diversos colores y algunas manchas.

Júpiter ha sido visitado por varias misiones espaciales de NASA desde 1973. Estas visitas a este gran planeta son las que nos han proporcionado la información que tenemos de este cuerpo celeste (atmósfera, campo magnético...), así como fotos cercanas de él. También información de sus satélites.

Juno es una sonda espacial (dispositivo que se envía al espacio con el fin de estudiar cuerpos de nuestro Sistema Solar, también llamado satélite artificial) dedicada al estudio del planeta Júpiter.

Esta sonda fue lanzada el 5 de agosto de 2011 desde el Centro Espacial Kennedy (Cabo Cañaveral, Florida). Juno partió hacia Júpiter con tres cuartos de hora de retraso, la cuenta atrás se detuvo al detectarse un nivel anómalo en el sistema de helio del cohete. Una vez solventado, Juno viajó a través del cohete Atlas V. La salida se ha producido a las 18.25 (hora peninsular).Este es el vídeo de su lanzamiento: http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?collection_id=62011&media_id=105049051

Una vez en el espacio siguió su rumbo por inercia y por atracción gravitatoria con los planetas, todo según lo previsto.

La misión Juno es parte del programa espacial de NASA "New Frontiers". Este programa comenzó en el año 2003 y tenía como objetivo inicial explorar nuestro Sistema Solar.

El científico Steven Levin, del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California, dirige esta misión. Su coste es de 770 millones de euros.

La llegada de esta nave automática de tres toneladas y media, de 3,5 metros de alto y 3,5 de diámetro, al planeta Júpiter está prevista para el año 2016.  En su trayectoria la nave dará una vuelta y media al Sol. En octubre de 2013, cuando habrá recorrido ya 1.600 millones de kilómetros, se acercará de nuevo a la Tierra para tomar el impulso gravitatorio que necesita para llegar hasta Júpiter. Esta sonda debería colocarse en órbita polar alrededor de Júpiter (la órbita polar le permitirá una mayor protección contra la radiación que emite Júpiter) el 4 de julio de 2016. Recorrerá 2.800 millones de km. El viaje tendrá una duración aproximada de 5 años y 2 meses. Estará un año terrestre en la órbita de este planeta, donde girará alrededor de 33 veces. Cuando haya cumplido 33 órbitas, habrá sobre volado todo el planeta; entonces tomara una trayectoria de impacto contra las capas altas de nubes del planeta para destruirse. Esta misión tendrá una duración total de seis años. Sólo una nave espacial hasta ahora ha estado en órbita jupiteriana, la Galileo, también de la NASA, que funcionó desde 1995 hasta 2003.

Su objetivo es analizar y mostrarnos todo sobre Júpiter (su estructura, las auroras, el origen del campo magnético de dicho planeta y trazar su mapa, medir el agua y el amoníaco presentes en la atmósfera...) para así comprender mejor la formación de este y la del propio Sistema Solar.

Los científicos buscan desvelar lo que hay detrás de la gran cortina de nubes que existe dentro del planeta y descubrir datos esenciales para conocer el planeta Júpiter. La nave tratará de codificar las señales magnéticas para poder tomar datos de la superficie del planeta.

Juno va a enviar datos con antenas de alta ganancia hacia la tierra, de tal manera que nos mostrará a Júpiter en alta definición.

"No podemos entender el origen del sistema solar –y cómo la Tierra se originó- sin entender cómo se formó Júpiter. Aún hay mucho que no conocemos acerca de Júpiter: ¿de qué está formado? ¿qué yace por debajo de esas hermosas nubes arremolinadas? ¿qué dirige su campo magnético?", son los motivos expuestos en la página web del proyecto sobre la importancia de explorar este planeta.

"Júpiter guarda la historia del sistema Solar. Si quieres comprender los primeros pasos de cómo se pasó de la formación del Sol a la de los planetas, tienes que comprender qué fue a parar a Júpiter y cómo se formó éste", ha declarado Scott Bolton, investigador principal de la misión, en The New York Times.

Tras su lanzamiento Bolton destacó: "Júpiter es la piedra de Rosetta de nuestro Sistema Solar", "Es, con mucho el planeta más antiguo, suma más materia que todos los demás planetas, asteroides y cometas juntos, y guarda en su interior la historia no sólo del Sistema Solar sino también la nuestra. Juno será allí nuestro emisario para interpretar los que Júpiter tenga que decir".

La nave lleva ocho instrumentos científicos, algunos son estos:

• Junocam: Se encargará de fotografiar una serie de imágenes destinadas a diferentes proyectos educativos. Se estima que la duración de la cámara será de 7 órbitas alrededor de planeta, pudiendo perder su efectividad por la radiación de Júpiter.
• Microwave Radiometres: Este radiómetro de microondas de seis longitudes de onda, comprendidas entre los 1,3 y 50 cm, se encargará del estudio de la composición atmosférica, y de las emisiones de calor del planeta.
• Jovian Auroral Distributions Experiment: Detector de partículas energéticas y plasma. Medirá la cantidad de electrones en las auroras y la creación de partículas en esta.
• Ultraviolet spectrometer: Fotografiará y medirá en el espectro ultravioleta, las auroras de Júpiter.

Todos los científicos y amantes de la ciencia queremos conocer, saber y descubrir más cosas sobre nuestro universo. Esperamos que todo salga según lo previsto y que como indican ya algunos, consigamos con Juno las claves para temas tan intrigantes como la formación de los planetas.

Estas son las palabras del director de la NASA, Charles Bolden el primer día "Hoy, con el lanzamiento de la nave Juno, comienza el viaje hacia otra nueva frontera".

Espero que a todos os haya parecido interesante esta noticia, pues lo es.

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.

Para los que se creen importantes y el centro del universo... (tema1 ej.2)

Como todos sabéis vivimos en el planeta Tierra. En este planeta viven ya 7.000 millones de seres humanos, de los cuales tú eres uno de ellos y yo otro. La Tierra gira alrededor del Sol, formando parte de el Sistema Solar. El sistema Solar se encuentra en el Brazo de Orión. Este es uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, nuestra galaxia. La Vía Láctea es una de las 125 mil millones de galaxias que componen el universo visible. Nuestro universo.

Si os habéis dado cuenta es como si estuviéramos alejando el zoom de una cámara que esta sobre nosotros. Sabiendo que desde la Tierra al Sol hay una distancia de 149.600.000 km aproximádamente, ¿alguien puede imaginarse lo pequeños que somos en un Universo tan grande, "infinito"?

Los seres humanos (como tú y como yo) somos una ínfima parte de todo lo existente... ¿Cómo podemos darnos a veces tanta importancia?

Bueno, después de esa introducción tan inquietante, quiero centrarme en el Universo.

¿Qué sabemos sobre él? ¿Qué se sabe sobre él?

Empecemos explicando la teoría actualmente vigente, El Big Bang. Como su nombre indica esta teoría defiende que el universo se originó por una gran explosión (hace 13.700 millones de años) y que se está expandiendo.

Gracias a las investigaciones de físicos, astrónomos, matemáticos, podemos demostrar que el universo se hace cada vez más grande, frío y difuso.

Así nació esta teoría:

Edwin Hubble en 1929 logró medir la distancia a algunas galaxias cercanas. Sus datos mostraban que la mayoría de ellas se alejaban de nosotros, y lo hacían a más velocidad cuanto más lejos se encontraban.

Esto lo logró partiendo del efecto Doppler.

El efecto Doppler se demuestra cada día, no es nada que esté fuera de nuestro alance, simplemente una relación entre frecuencia (nº de ondas por segundo) y velocidad. Cuando nosotros oímos pasar un coche a nuestro lado, el sonido es más agudo que cuando se está alejando, que se hace cada vez más grave. Esto se debe a que las ondas del sonido se emiten continuamente, pero la velocidad del coche hace que estas sean mas cercanas por alante y mas distantes por atrás. Es decir, el coche al tener una velocidad hace más pequeña la distancia entre las ondas en el sentido en el que avanza, pero a la vez la distancia entre onda y onda aumenta cuando este se va alejando, dejando ondas más separadas. Cuando la frecuencia  de las ondas es mayor el sonido es agudo, cuando la frecuencia es menor es sonido es grave. Esto pasa con los trenes, con un autobús, y también pasa con las galaxias.

Las galaxias emiten luz, es decir ondas. Las diferentes frecuencias de la luz son lo que el ojo humano ve como diferentes colores. Frecuencias más bajas, rojo; frecuencias más altas, azul. De una galaxia que este a una distancia fija de nosotros, obtendremos siempre la misma frecuencia de ondas, el mismo color en el espectro. Si una galaxia se acerca hacia nosotros (como el efecto Doppler explica) la frecuencia de onda que recibimos será mayor y su color en el espectro será hacia el extremo azul. Si por el contrario la galaxia se aleja de nosotros, su color en el espectro tirará hacia el extremo rojo, debido a que la frecuencia que recibimos es menor.

Hubble estudió los espectros de colores de diferentes galaxias, y tras diferentes estudios y comparaciones se dio cuenta de que la mayoría de las galaxias tendían a un espectro rojo, es decir, se estaban alejando de nosotros. Pero fue aún mayor el hallazgo que Hubble publicó en 1929: el corrimiento de las galaxias hacia el rojo no era aleatorio, sino directamente proporcional a la distancia que nos separa de ellas. Cuanto más lejos está una galaxia, a mayor velocidad se aleja de nosotros, esto demuestra que el universo se expande. Se está expandiendo continuamente.

Si el universo fuera estático, se contraería por la fuerza de gravedad. Lo mismo que pasaría si suponemos que se está expandiendo muy lentamente, la fuerza de gravedad frenaría esa expansión y lo haría contraerse. Pero el universo se expande a una velocidad con la cual la fuerza de gravedad no puede frenarla, debido a esto el universo se estará expandiendo infinitamente. Si nosotros lanzamos un cohete a más de unos 11 km/s la gravedad no será lo suficiente intensa para atraerlo, con lo que se mantendrá alejándose de la Tierra para siempre.

Friedmann, un físico y matemático ruso, hizo dos suposiciones muy simple sobre el universo:

que el universo parece el mismo desde cualquier dirección desde la que se le observe y que ello también sería cierto si se le observara desde cualquier otro lugar.

A partir de estas dos ideas, Friedmann demostró que el universo no era estático. El universo parece ser aproximadamente el mismo en cualquier dirección, analizado a gran escala, comparada con la distancia entre galaxias. Además en 1922, varios años antes del descubrimiento de Edwin Hubble, Friedmann predijo exactamente lo que Hubble encontró.

La suposición de Friedmann fue tomada como una aproximación grosera del mundo real. Hasta que recientemente, un afortunado accidente reveló que la suposición de Friedmann es de hecho una descripción extraordinaria de nuestro universo.

En 1965, dos físicos norteamericanos Arno Penzias y Robert Wilson, estaban probando un detector de microondas extremadamente sensible (las microondas son iguales a las ondas luminosas, pero con una frecuencia del orden de sólo diez mil millones de ondas por segundo). Penzias y Wilson se sorprendieron al encontrar que su detector captaba más ruido del que esperaban. El ruido no parecía provenir de ninguna dirección en particular.

Este ruido era el mismo para cualquier dirección desde la que se observara, de forma que debía provenir de fuera de la atmósfera. El ruido era también el mismo durante el día, y durante la noche, y a lo largo de todo el año, a pesar de que la Tierra girara sobre su eje y alrededor del Sol. Esto demostró que el ruido debía provenir de más allá del sistema solar, e incluso desde más allá de nuestra galaxia, pues de lo contrario variaría cuando el movimiento de la Tierra hiciera que el detector apuntara en diferentes direcciones.

El ruido parece ser el mismo en todas las direcciones, por lo tanto al haber viajado a través del universo, podemos deducir que el universo debe también ser el mismo en todas las direcciones, por lo menos a gran escala. De esta manera Penzias y Wilson tropezaron inconscientemente con una confirmación de la primera suposición de Friedmann.

Aproximádamente al mismo tiempo, otros dos físicos norteamericanos, Bob Dicke y Jim Peebles, también estaban interesados en las microondas. Estudiaban una sugerencia hecha por George Gamow (en 1948 calculó que los vestigios de aquella primera gran explosión luminosa deberían encontrarse todavía en forma de microondas, además Gamow había sido alumno de Alexander Friedmann). Dicke y Peebles argumentaron que aún deberíamos ser capaces de ver el resplandor de los inicios del universo, porque la luz proveniente de lugares muy distantes estaría alcanzándonos ahora. Sin embargo, la expansión del universo implicaría que esta luz debería estar tan tremendamente desplazada hacia el rojo que nos llegaría hoy en día como radiación de microondas.

Cuando Dicke y Peebles estaban estudiando cómo buscar esta radiación, Penzias y Wilson se enteraron del objetivo de ese trabajo y comprendieron que ellos ya habían encontrado dicha radiación, la radiación cósmica de fondo, el eco luminoso del Big Bang.

Para comprender mejor estas cuestiones y la teoría en general podemos razonar pensando que si el universo cada vez se hace más grande, frío y difuso, significa que si retrocediéramos en el tiempo lo veríamos cada vez más pequeño y caliente, hasta que toda la materia apareciera comprimida en un punto diminuto.

El universo sería menos que un átomo, que de repente explotó.

Esto es muy inquietante porque ¿qué había antes de la gran explosión?, ¿dónde estaba ese pequeño universo?, ¿qué hacía ahí?, ¿qué leyes lo regían?.. son grandes misterios físicos, porque en esos momentos no existían ni si quiera el espacio y el tiempo.

Gracias a los avances tecnológicos los físicos tienen una idea de lo ocurrido justo después del Big Bang.

Tras la explosión se formo una burbuja mucho más pequeña que un átomo, ese era el universo. Era increíblemente pequeño y estaba muy caliente. Dentro de esa burbuja estaban las cuatro fuerzas conocidas de la naturaleza: la gravedad, el electromagnetismo, más la fuerza nuclear la fuerte y la débil.

De pronto la gravedad se separa de ese conjunto de fuerzas, cuando el universo se expande. A medida que se expande el universo se va enfriando, lo que libera un estallido de energía.

De tal manera que en menos de un segundo las cuatro fuerzas quedan divididas formando las fuerzas de la naturaleza. Las leyes físicas ya eran las mismas que ahora.

La temperatura sigue bajando, hasta que se forma un núcleo atómico, de hidrógeno, después de helio.

La luz no podía fluir libremente y permanecía atrapada en una maraña de materia extraordinariamente densa. Todo permaneció a oscuras hasta que pasados unos 300.000 años, la materia se dispersó lo suficiente como para liberar la luz en un fogonazo que inundó todo el universo. Esto que ocurre ahora es lo que hayaron mucho después Penzias y Wilson debido a que Gamow calculó que los vestigios de aquella explosión luminosa deberían encontrarse todavía en forma de microondas (como ya hemos explicado más arriba).

Unos cientos de millones de años más tarde, en aquella masa de gas se formó una multitud de grumos que se convirtieron en las actuales galaxias. En el interior de aquellas nubes, la materia se acumuló por atracción gravitatoria y se formaron esferas de gas cada vez más compactas y calientes. Algunas alcanzaron suficiente temperatura para encender la reacción de fusión nuclear que convierte el hidrógeno en helio. Así nacieron las primeras estrellas. Produciendo los elementos más pesados, como el oxígeno.

Pasados unos 9.000 millones de años la materia y la gravedad se unen para dar lugar a una nueva estrella, el Sol.

Uno de los cúmulos de polvo estelar, tras ser bombardeado durante eones por fragmentos residuales, adquiere suficiente temperatura para  permitir que haya agua en la atmósfera, el agua líquida se reune en la superficie del planeta. Bajo el agua unas misteriosas reacciones química acaban originando la vida.

Ahora, 13.700 millones de años después del Big Bang nuestro universo tiene 156.000 millones de años luz de diámetro, y este planeta, la Tierra, esta cubierto por formas de vidas basadas en el carbono, algunas de ellas empiezan a comprender lo pequeñas que son respecto al gran orden del universo...

Alrededor de un 10% del peso de un ser humano corresponde a hidrógeno formado en el Big Bang. El resto lo constituyen elementos sintetizados en reacciones nucleares en el interior de alguna estrella. Por tanto, no es exagerado decir que somos polvo de estrellas.

“Somos polvo de estrellas que piensa acerca de las estrellas.” Carl Sagan.

Y con esto creo que he quedado lo más claro que he podido la teoría del Big Bang, además de otras cuestiones sobre el universo. 

La información que he utilizado la he obtenido de:

• http://youtu.be/Dm4nC5PL6ok
• http://textosciencia.blogspot.com/2011/08/el-universo-en-expansion.html
• Libro de CMC.

Espero que os parezca interesante este tema y os fascine tanto como a mí.

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.