Locos por la Geología

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Desde ayer estamos siendo bombardeados por la información de que un agujero negro ha sido fotografiado por primera vez. Y eso da pie para hablar del tema, aunque les recuerdo que yo estoy muy lejos de ser astrónoma.

Mi conocimiento se reduce a la necesaria información que todos los geólogos tenemos que indagar para comprender a la Tierra como una parte muy pequeña de un sistema muchísimo más complejo y que la afecta continuamente de muchas maneras, algunas de las cuales ya hemos visto, y otras muchas más, que veremos con profundidad creciente, a lo largo de estos encuentros nuestros.

No es ésta la primera vez que hago mención a los agujeros negros, ya aludí a ellos en el post en el que les expliqué las características del Sol. Pero hablemos ahora bastante más.

¿De qué se trata la fotografía que hoy es noticia?

Este miércoles 10 de abril, el mundo se vio sorprendido por la presentación de la que está llamada a convertirse en una imagen histórica: la primera fotografía obtenida de un agujero negro masivo. La importancia del hecho implicó que se realizaran seis conferencias de prensa, todas simultáneas, a las 13:00 GMT, en Bélgica, Santiago de Chile, Shanghái, Tokio, Taipei y Washington D.C.

Esto fue así porque los agujeros negros no pueden distinguirse, precisamente por su absorción de la luz, lo que los convierte en invisibles sobre el fondo también negro del espacio cósmico. Su detección se debe a los efectos sobre el espacio que los rodea; pero para obtener la imagen que ahora se ha dado a conocer, debieron trabajar en cooperación, al menos ocho telescopios en red a lo largo del mundo, los cuales en su conjunto, generan un gran telescopio virtual.

Se trata del sistema interconectado denominado Event Horizon Telescope, (EHT) que traducido significa Telescopio del Horizonte de Eventos. Aclaremos que el Horizonte de Eventos es la parte del espacio que rodea a distancia al agujero negro. Es el último límite en el que puede percibirse ópticamente algún objeto o suceso, y más allá del cual reina la más absoluta oscuridad.

Una vez dicho todo esto, podrán entender por qué, en realidad la fotografía inicial se obtuvo hace casi dos años, pero su tratamiento y análisis requirieron todo este tiempo antes de poder liberarla finalmente de manera comprensible para el público no especializado.

¿Cuál es y dónde se encuentra el agujero negro fotografiado?

La imagen divulgada en esta ocasión corresponde a un agujero negro masivo, localizado en la constelación de Virgo, en el centro de la galaxia M87, distante unos 55 millones de años luz de la Vía Láctea. Su tamaño estimado es de unas 3.000.000 de veces la de la Tierra.

¿Qué es un agujero negro?

Si bien los agujeros negros ya fueron imaginados en 1783 por el geólogo (sí, un geólogo, no un astrónomo) inglés John Michel, no fueron tomados seriamente sino hasta que encontraron un lugar en la formuación de la Teoría de la Relatividad de Einstein, más de cien años más tarde. La existencia de estos objetos superdensos se fue confirmando por diferentes indicios y pruebas, hasta la contundente imagen que hoy discutimos.

Un agujero negro es en definitiva una región limitada del espacio en el que se concentra tanta masa de alta densidad, que se llega a generar un campo gravitatorio sumamente intenso. Ninguna partícula material, ni siquiera la luz (tal como la entiende la teoría corpuscular), puede escapar de ella. Ésa es precisamente la razón por la cual esas porciones del espacio se conocen como agujeros negros.

Si bien por algún tiempo se pensó que tampoco había en ellos radiaciones salientes, Stephen Hawking en la década de 1970, a la luz de la mecánica cuántica señaló que eran capaces de emitirlas, aunque no fueran visibles.

¿Cómo se produce un agujero negro?

Las estrellas- como nuestro Sol, por ejemplo- producen energía por la fusión de átomos de hidrógeno (H) que generan helio (He). Pero esas reacciones químicas continúan con la transformación de He en carbono (C), oxígeno (O) y finalmente hierro (Fe).

El Fe como ya sabemos, tiene alta densidad, y el aumento de la misma es compensado en las estrellas por una dilatación provocada por la repulsión entre las capas electrónicas de los átomos, que intenta equilibrar el aumento de la fuerza de la gravedad.

Estrellas pequeñas como el Sol siguen caminos diferentes en la evolución, (como ya he señalado en el post que he linkeado más arriba) pero cuando la masa inicial de una estrella es mucho más elevada, la repulsión atómica es insuficiente (lo que sucede cuando se traspone el límite de Chandrasekar), y se genera una estrella de neutrones, una nova, una supernova, o una enana blanca, según sean los diversos factores intervinientes.

Con una masa estelar inicialmente mucho mayor aún, se supera otro límite, el TOV, de Tolman-Oppenheimer-Volkof, sobrepasado el cual ninguna fuerza conocida podría detener el colapso gravitacional, que continúa hasta concentrar toda la masa en un punto de densidad casi infinita que es precisamente un agujero negro.

¿Qué efectos tiene la presencia de un agujero negro?

La gravedad de un agujero negro, produce una deformación o curvatura en el continuo espacio-tiempo, que se conoce como singularidad del espacio, cuyo límite es el Horizonte de Eventos que mencionamos más arriba, y que es también la mínima distancia segura a la que los cuerpos pueden orbitar sin ser «absorbidos» por el agujero negro.

En el centro de la mayoría de las galaxias, hay agujeros negros supermasivos. En nuestra Vía Láctea, se encuentra el denominado Sagitario A.

Mucho se ha especulado también sobre la posibilidad de que los agujeros negros conectaran espacios distintos del universo, a través de lo que se ha dado en llamar «agujeros de gusano», pero por el momento no hay fundamentos suficientes para confirmar tales afirmaciones.

¿Qué pasos siguen ahora?

Obviamente, ahora se enfocan todos los esfuerzos en nuestro Sagitario A, que es el siguiente objetivo a fotografiar, y se continúa buscando relacionar lo observado, con lo predicho en las ecuaciones y formulaciones de la teoría de Einstein, de modo de ratificarlas o rectificarlas en caso de ser necesario.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post vino en una newsletter por mail, pero no conozco al autor.

Cuando uno reconoce a la agricultura como el motor que da vida a numerosos pueblos del interior de éste y todos los países; y como una actividad irrenunciable, porque es generadora de los alimentos sin los cuales la vida humana es inconcebible; su demonización permanente como sinónimo de «destrucción de bosques y montes», provoca inevitablemente una rebelión, y una consecuente necesidad de aclarar algunos puntos.

Hablemos pues un poco de ese preconcepto de que la actividad agrícola significa necesariamente deforestación masiva.

¿Qué es la agroforestería o agrosilvicultura?

La palabra agroforestería es un anglicismo, que surge de la traducción directa de la palabra inglesa «agroforestry», y que se ha impuesto por el uso, como sinónimo de la palabra más castiza, agrosilvicultura.

Cualquiera sea la designación que se elija, se trata de un sistema productivo integrador, en el que árboles, ganado y pasturas comparten la misma unidad productiva con los cultivos agrícolas tradicionales.

Recordemos, para una mejor comprensión, que la silvicultura (del latín silva = selva o bosque, y cultura= cultivo) es la disciplina que se ocupa del manejo de las masas forestales, de manera que se garantice una producción continua, y sobre todo sostenible, de los recursos como leña, madera, frutos, etc., que los ecosistemas boscosos pueden proveer.

Cuando se complementan en el mismo modelo productivo la agricultura y la silvicultura, surge esta nueva práctica, que da por tierra con el ahora obsoleto concepto de que el avance de la frontera agrícola significa deforestar masivamente.

¿Desde cuándo se practica?

Durante generaciones enteras, los agricultores consideraban que los árboles debían ser eliminados de los campos de cultivo, pues se los entendía como serios competidores de las otras plantas por la luz, el agua y los nutrientes.

Pero ya desde los años noventa, los árboles fueron rehabilitados, al comenzar a reconocerse su utilidad, que excede con mucho la mera calidad de recurso maderero, o frutícola, eventualmente.

Sin embargo, todavía hoy, la agrosilvicultura es una disciplina en desarrollo, con mucho más para dar de lo que hasta el momento se le acredita.

¿Cuáles son los principios clave de la agrosilvicultura?

Comencemos por decir que la combinación de la silvicultura y la agricultura- que genera un uso del territorio más  completo, productivo, y sostenible- puede realizarse de dos maneras: adjudicando a cada elemento espacios complementarios, o bien en una secuencia temporal en que se alternen los dos aspectos.

En general, la agrosilvicultura tiene por objetivo garantizar dos principios básicos:

• asegurar la persistencia de la biomasa- en la cual la parte arbórea es fundamental- tanto en volumen como en calidad.
• apuntar al uso múltiple de la tierra, lo que mejora su productividad, y al mismo tiempo hace toda la explotación sostenible.

Son los principales beneficios de este sistema:

• La protección física del suelo contra la erosión eólica, pues los árboles y arbustos constituyen una barrera muy efectiva que disminuye la velocidad del viento, y con ello su agresividad como agente capaz de arrastrar las partículas edáficas.
• La protección también contra la erosión hídrica, porque se suma evapotranspiración en la biomasa arbórea, con lo cual, es menor la cantidad de agua que escurre y actúa como agente erosivo.
• Hay también un efecto que podría parecer contradictorio, si no se lo analiza en el contexto. Campo adentro, los cultivos resultan más protegidos contra una excesiva evapotranspiración, porque la barrera de árboles evita el efecto de desecación que produce el viento al remover el aire saturado de humedad. Esto hace que la productividad aumente con la mayor disponibilidad de agua en el suelo.
• De las interacciones antes expuestas, resulta un efecto morigerador sobre el microclima, ya que se atenúan sus extremos.
• La biomasa con mayor diversidad posibilita un mejor reciclaje de los nutrientes, aumenta su calidad y cantidad.
• También hay diversificación de la producción, con su consecuente impacto favorable en la economía, ya que se suman a los cultivos estrictamente tradicionales (cereales, oleaginosas, etc.) otros recursos explotables como madera, leña, frutas, hongos, etc.

¿Cuáles son sus limitaciones?

Básicamente dos son los aspectos que todavía hoy no se han atendido debidamente: por un lado, el conocimiento científico tanto en relación con los usos posibles de los muchos productos disponibles en los bosques, como con respecto a un seguimiento estadístico de sus posibles rendimientos.

Por el otro, falta una educación que oriente a los agricultores hacia nuevas perspectivas, donde se entienda que resignar pequeños montos en la ganancia de hoy, puede redundar en una enorme ganancia en la sostenibilidad del sistema.

Como conclusión final, repetiría lo que dije para la minería en su momento, pero aplicado ahora a la agricultura. No es ni un ángel ni un demonio, todo depende del grado de responsabilidad con que se la ponga en práctica.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

En días recientes, hemos venido escuchando diversas interpretaciones periodísticas acerca de «la grieta que amenaza a la ciudad de Diamante». Es hora de explicar algunas cosas. Vamos a ello.

¿Dónde queda Diamante?

Diamante, también conocida como Ciudad Blanca, debido a la coloración que el alto contenido silíceo confiere a su suelo arcilloso, se recuesta sobre la margen izquierda del Río Paraná, en el este de la provincia de Entre Ríos. Es el municipio cabecera del departamento Diamante, que abarca la localidad homónima y un área rural. La ciudad misma comprende un radio urbano de aproximadamente 4,18 km.

Aguas arriba de la ciudad de Diamante, el Río Paraná¡ presenta una muy limitada navegabilidad, por lo cual el puerto de Diamante es el último puerto de ultramar del mencionado río, y el único perteneciente a la provincia de Entre Ríos.

El fenómeno al que haremos referencia hoy, afecta a la urbanización del extremo oeste de la barranca, es decir, al barrio San Roque, próximo a la imagen del Cristo Pescador.

¿Cuál es el fenómeno que se está produciendo?

Contra lo que el mal uso del término «grieta» parece indicar, no se trata de un evento tectónico, ni es en definitiva una falla o una ruptura de materiales rocosos. Lo que tiene lugar es un fenómeno de remoción en masa, asociado en este contexto a las dinámicas fluvial y pluvial, ambas de origen superficial. En otras palabras, el río y las lluvias actúan sobre factores predisponentes, para generar los deslizamientos y derrumbes que son procesos recurrentes en las localidades de la costa del Paraná.

La zona afectada en los episodios recientes alcanza ya más de 130 metros de largo y 40 metros de profundidad, pero muy probablemente se continuará extendiendo.

Para ser más específicos, lo que se está presenciando es el desmoronamiento de paredes inestables en la terraza baja, lo que a su vez descalza las terrazas más altas, donde se hace muy visible la cicatriz del desprendimiento, al que la prensa ha dado en llamar, o mal llamar, «grieta».

El desmoronamiento de las barrancas en la terraza baja se asocia directamente con la erosión provocada en la planicie de inundación, por el régimen de crecidas del propio río.

Al propio tiempo, tanto en las terrazas bajas como altas, otro proceso que dispara el derrumbe se debe dominantemente a las aguas pluviales que discurren de forma temporaria, cayendo por los desniveles y generando a los pies de cada salto, el fenómeno de cavitación que he explicado en detalle cuando les presenté la dinámica de las cárcavas.

¿Por qué ocurre esto específicamente allí y ahora?

Esencialmente por la confluencia de numerosos factores naturales y artificiales. Los terrenos son en la zona muy poco consolidados, ya que en ellos dominan materiales sueltos y finos como arcillas y arenas, de escasa estabilidad en las pendientes ribereñas. Son también factores naturales, la abundancia de lluvias y la alternancia de bajantes y crecientes, propias de la dinámica fluvial, y el aporte de las aguas subterráneas regionales.

Entre los factores antrópicos se cuentan la deforestación asociada a la ocupación urbana, las vibraciones del tránsito vehicular sobre la barranca, la descarga de agua sin control alguno, desde los asentamientos junto a las barrancas, y la alteración de las vías de escurrimiento naturales, cuando se diseñan los barrios, o éstos crecen de manera espontánea.

¿Qué puede esperarse en el futuro?

Me encantaría poder decir lo contrario, pero estos fenómenos sólo evolucionan profundizándose en el tiempo, si no cambia el conjunto de los factores ya mencionados. Corregir sólo alguno, no desactiva el sistema, que es de por sí muy complejo.

¿Qué acciones podrían tomarse?

Podrían construirse estructuras para proteger el talud, con coberturas de membranas flexibles, o puede inyectarse cemento para frenar los deslizamientos superficiales, drenar el agua en la base del suelo arcilloso, o colocar gaviones con mallas rellenas de piedras que protegen del embate directo del agua, ya sea fluvial o pluvial.

Pero todas las estrategias son costosas y dan respuestas temporarias, porque antes o después, las defensas artificiales sucumben también ante la dinámica natural.

La única forma efectiva de preservar vidas y bienes es delimitar una franja de restricción desde el borde de la barranca hacia adentro, en toda la extensión de la cual se prohíba la ocupación permanente y, con más razón, la construcción de viviendas.

De hecho, bastaría con exigir el cumplimiento efectivo de una ordenanza ya existente, y penalizar su violación.

Dicha ordenanza es la N° 115/79, que prohíbe la construcción en toda la zona afectada por este proceso, y que data de 1979, como su designación lo indica. Fue promulgada un año después del derrumbe que destruyó la escuela nacional N° 211.

Entre los antecedentes y fundamentos de la ordenanza, se menciona un relevamiento, realizado por la Dirección de Minería dependiente del Ministerio de Obras Púºblicas de Entre Ríos, en el que «se recomienda no permitir el realojamiento en el área ya que existe un equilibrio inestable», y en el que se aclara que «es importante citar que este límite (el de riesgo de derrumbe) es provisorio pues se modifica constantemente ante nuevos desmoronamientos».

Lamentablemente, esa ordenanza es letra muerta, porque la gente volvió a vivir en esos lugares, hoy nuevamente afectados por la misma dinámica.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Clarín on line.

Ya antes les expliqué -en otro post- el uso de los términos sismo y terremoto. Hoy nos toca hablar sobre esa otra confusión que existe respecto a las designaciones sismo y seísmo.

¿ Sismo y seísmo son o no sinónimos?

Pues sí, lo son, y ambos figuran en el diccionario de la Real Academia Española, como sinónimos también de terremoto. Y en el lenguaje técnico y científico tienen el mismo rango, sin diferencia alguna.

¿Por qué algunos asumen que hay diferencias en intensidades y/o magnitudes entre los eventos que designan como sismo o seísmo según el caso?

Simplemente porque toman como válida la percepción popular- sin fundamente alguno- que asigna de manera caprichosa y subjetiva, determinadas «gradaciones» a los eventos que padece.

Y según algunas fuentes, es también una estrategia de las compañías de seguros, que a la hora de pagar daños por terremotos, tratan de evitar dichos pagos, señalando que se trataba de un seísmo y no de un sismo, si lo que rezaba en la póliza era esta última palabra, y viceversa.

¿Cuál de las palabras es correcta en castellano?

Como ya dije más arriba, ambas son perfectamente intercambiables. La palabra seísmo, más próxima a la etimología original, que es el término griego seismo (σεισμός) pasó por el francés a séisme, y de allí al español como seísmo, y al inglés como seism. La mayor antigüedad de las lenguas europeas no incluyó más deformaciones, de allí que en España sea más común el uso de seísmo que el de sismo.

En cambio, el viaje del término hacia América, significó una nueva mutación, razón por la cual en el nuevo continente hispanoparlante la palabra más habitual es sismo, por sobre seísmo.

Pero en definitiva, ningún término es el más correcto. Si lo analizamos bien, sólo se trata de matices regionales que privilegian uno u otro término, en función de la historia de su propio lenguaje.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio, pero si lo visitan, sepan que la explicación que allí se lee es muy precaria y el esquema engañoso. No lo tomen como una verdad científica exacta.

La última de las propiedades que nos falta conocer para poder comenzar a determinar los minerales sin recurrir a maniobras ni instrumentos complejos, es el magnetismo. Como ya señalé antes, es una de las propiedades que dependen de la existencia de un campo, específicamente el magnético.

El tema del magnetismo es extenso y apasionante, además de que tiene muchísimas aplicaciones en la investigación geológica y geofísica, de modo que será tratado desde otras ópticas en numerosos encuentros más adelante.

Por hoy, sólo voy a centrarme en unas pocas consideraciones necesarias para la determinación mineral. Luego, en otros posts, cuando hablemos del campo magnético terrestre, nuestro conocimiento al respecto se hará mucho más amplio. Pero tengan paciencia. Hoy apenas les sirvo el aperitivo necesario para que puedan digerir la manera en que las características magnéticas se usan en el diagnóstico mineral.

¿Qué se entiende por magnetismo?

En una primera aproximación puede decirse que el magnetismo es la propiedad por la cual determinados minerales pueden atraer el hierro y algunos de sus compuestos y derivados. En general, se trata de minerales que contienen hierro, níquel o cobalto, algunos de los cuales se conocen como «imanes naturales».

A diferencia de los imanes artificiales, no requieren de ninguna maniobra ni inducción para actuar como tales, y por eso mismo son de carácter permanente.

¿Por qué algunos minerales pueden actuar como verdaderos imanes?

Históricamente, el primer imán natural que se conoció fue la magnetita, precisamente porque sus efectos son muy intensos. El nombre procede de la región de Magnesia de Tesalia (porción de Grecia, en una gran bahía del Mar Egeo, denominada Golfo Pagasético) donde es un material abundante y donde se describieron sus sorprendentes propiedades.

El concepto de atracción magnética se confundió alguna vez con el de la atracción gravitacional, llegándose a pensar que el magnetismo profundo generaba la fuerza de la gravedad. Pero eso ya lo hemos conversado en otro post.

La comprensión acerca del origen de esta fuerza atractiva comenzó durante la primera parte del S. XIX, cuando el físisco danés Hans Christian Oersted (1777-1851) la relacionó por primera vez con la electricidad.

Este investigador observó que un conductor por el cual circula una corriente eléctrica, genera una atracción sobre cualquier imán que se encuentre en las proximidades. Probablemente fue un hallazgo casual, ya que tal vez era un despelot desordenado que dejaba sus imanes en cualquier parte… 😀

Cualquiera haya sido la circunstancia de ese descubrimiento, posteriores estudios le permitieron comprobar que esa reacción era consistente y se repetía siempre, inexorablemente; pero que existía también la posibilidad de que algunos materiales en lugar de ser atraídos fueran repelidos.

Eso permitió comprender lo que hoy es una verdad básica de la física: todo fenómeno de atracción o repulsión magnética, no es otra cosa que una acción ejercida a distancia por una carga eléctrica en movimiento sobre otra carga eléctrica que también se mueve.

Y ahora llegamos a los minerales, que como ya saben, están compuestos por átomos, y en ellos, los electrones, ¿qué son sino cargas elécticas en movimiento?

Entonces, en teoría, todos los minerales podrían actuar como imanes… mas no… y ¿por qué no? porque en la mayoría de los casos las orientaciones (no confundir con las distribuciones, que generan la red cristalina) de los átomos es aleatoria, con lo que los efectos de sus electrones se anulan entre sí.

Sólo en los materiales magnéticos, los átomos poseen una orientación tal que las acciones magnéticas de sus electrones se suman entre sí, dando por resultado una manifestación detectable de magnetismo.

¿Cómo se clasifican los minerales según su reacción a los campos magnéticos?

De una manera sencilla, expeditiva, y a los fines de la diagnosis mineral se habla de minerales ferromagnéticos, paramagnéticos y diamagnéticos.

¿Qué es un mineral ferromagnético?

Es aquél que resulta fuertemente atraído por el campo magnético del lugar. Si se encuentra en partículas libres, de tamaño y densidad suficientemente pequeñas como para poder movilizarse, ellas tienden a dirigirse hacia las zonas donde el campo es más intenso, es decir donde se concentran las líneas de fuerza (cosa de la que hablaremos en otro post más adelante).
Ejemplo típico es el óxido de hierro denominado magnetita, de la que ya hemos hablado, y cuya composición es Fe3O4. Una de sus variedades, la calamita, fue en tiempos antiguos utilizada como un antecedente de la brújula, ya que se la suspendía de un hilo y girando libremente señalaba la línea de los polos norte y sur magnéticos.

También el sulfuro de hierro, conocido como pirrotina de composición Fe1.nS, puede ser ferromagnético segén su contenido en hierro.

¿Cuándo un mineral es paramagnético?

Cuando sólo es atraído ligeramente por un imán, y no muestra tendencias «migratorias» como las que señalé para los ferromagnéticos.

Son ejemplos los minerales de hierro o que contienen níquel o cobalto en cantidades discretas, con excepción de los mencionados arriba como ferromagnéticos.

¿Cuándo un mineral es diamagnético?

Todos los minerales que son ligeramente repelidos por un imán son diamagnéticos. Son minerales que en partículas pequeñas tienden a moverse hacia las partes del campo donde hay menor densidad de líneas de fuerza.

Como la gran mayoría de los minerales son diamagnéticos o a lo sumo, paramegnéticos, es corriente la metodología de separación magnética para obtener una concentración de ferromagnéticos a partir de los sedimentos que los contienen.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.