martes, 23 de marzo de 2010

Dandole vuelta al asunto

En vista del interés y la buena respuesta a la entrada sobre el equinoccio, considero adecuado aclarar algunos aspectos sobre el movimiento de la Tierra, en particular aquellos referentes al calendario.


Diagrama de la Tierra mostrando el eje de rotación y el ecuador celeste.

Empecemos con lo ya por todos conocido; el día es el tiempo que tarda la Tierra es rotar sobre su propio eje (movimiento de rotación) y el año es el tiempo que tarda en dar una órbita en torno al Sol, mientras que las semanas y meses son conjuntos de días definidos según usos y costumbres de diferentes culturas, algunos lo hacían según las faces de la luna (28 días), la duración de las estaciones (3 meses). En cuanto a las divisiones del día, también están en función de la cultura particular, horas, noche-día, etc. Y lo mismo pasa con la división en minutos y segundos. Pero el origen de estas divisiones son materia ya de historia de la cronología. En fin regresemos al movimiento de la Tierra. El caso es que nuestro calendario esta fundamentado en días y años, pero las cosas no son tan bellas y sencillas.

En primer lugar, una rotación de la Tierra no dura exactamente 24 horas, sino 23 horas 56 minutos y 4.09053083288 segundos. Pero por si fuera poco, existen varias definiciones para día que vienen del hecho de que se puede medir la rotación de la Tierra de varias maneras. Una forma de definirlo es como el periodo que tarda el Sol en verse en el mismo punto en el cielo, muchos dirán que esto es como se mide una revolución del planeta. Y otra es como el periodo que tarda un punto en la superficie en "apuntar al mismo lugar en el espacio". Algunos se preguntarán ¿no es lo mismo? pues no. Gracias al movimiento orbital de la Tierra el Sol no se encuentra exactamente en el mismo punto a la misma hora de dos días consecutivos.


Diagrama mostrando la diferencia entre medir el día con dos medios diferentes, según la posición del Sol y según la posición de la Tierra. Al avanzar la Tierra en su órbita el Sol va quedando en una posición un poco diferente por lo que el "día" dura una rotación y "cachito". Mientras que si se considera "día" el intervalo que tiene que pasar para que la Tierra apunte en la misma dirección en el espacio si duraría exactamente una rotación.

Aclaremos lo anterior por que se presta a confusión. Imaginen a la Tierra orbitándo al Sol y al mismo tiempo girando sobre su propio eje. Ahora consideremos el tiempo que tarda en dar una vuelta sobre dicho eje. Es decir el tiempo en el que un punto A (el punto A puede ser al ciudad donde vives cuando tiene al Sol justo encima) en la superficie de la Tierra apunte a la misma dirección, digamos al Sol. Pero en ese tiempo en el que la Tierra da la vuelta sobre su propio eje, ya se habrá movido un poco en su órbita. Esto implica que se encontrará en algún otro lugar y que por lo tanto para ver al Sol se tendrá que voltear un poco para "a tras" de esa manera, el tiempo que tiene que pasar para ver el Sol sobre el punto A (tu ciudad) será el necesario para que la Tierra de una vuelta y un "cachito", donde el cachito es la pequeña corrección que se tiene que hacer por lo que avanzó la Tierra en ese intervalo. Esto lleva a la diferencia entre medir el día según la posición del Sol y la de la Tierra.

Y sobre el año, por le general se le considera como durando 365 días, es decir 365 rotaciones de la Tierra. Pero (cada vez que escribo "pero" la cosa se complica, ¿no?) no son exactamente 365 sino 365.2425 las rotaciones que da por cada órbita, es decir, casi 365 y 1/4 o aproximadamente 365 días y 6 horas. Pero como bien saben, esas 6 horas las ignoramos cada Año Nuevo, nunca pasamos un periodo de 6 hora en el cual no estamos ni en el Año Viejo ni el Nuevo, sino que pasamos inmediatamente del 31 de Diciembre al 1 de Enero. Por lo tanto, tenemos que hacer algo con esas 6 horas que tan galantemente ignoramos, y eso que hacemos es esperar 4 años para que se junten 24 horas y meter un día mas en ese año, es lo que llamamos Año Bisiesto. ¡Sin estos días adicionales nos iríamos acumulando horas y días y eventualmente tendríamos que meter meses enteros! En realidad no basta con un día mas cada 4 años, debido a que no es exactamente 1/4 (son .2425 en lugar de .25) lo que sobra del día. Debido a lo cuál son 97 de cada 400 los años con un día mas.


Posición de la Tierra en diferentes fechas, es decir, es diferentes puntos en su órbita, en este caso relacionados con los equinoccios y solsticios, es decir el inicio y final de las estaciones.


Así que como ven la generación del calendario fue un verdadero problema, así como establecer la duración de las divisiones del día. Esto es debido a que por cuestiones de prácticidad ajustamos nuestro año y día para servir nuestros propósitos que se derivan de la agricultura (medir el año y las estaciones) y las actividades diarias (divisiones del día horas y minutos). De aquí que vale la pena estarnos partiendo al cabeza para generar un buen calendario. En sí es todo un asunto complicado, mucho mas de lo que llegamos a aplicar en nuestra vida cotidiana, pero quería explicar el "por que" de esos aspectos medio curiosos como los años bisiestos la duración extraña del día.

Cualquier duda me la envían.



lunes, 22 de marzo de 2010

Demos-kratos

Demos (pueblo), Krátos (poder o gobierno) es la raíz etimológica de la palabra Democracia utilizada para designar un sistema de gobierno donde las acciones del estado son dictadas y reguladas por el pueblo.

Hermosillo es una ciudad pequeña en comparación con las grandes urbes cosmopolitas del mundo. No es para nada un París, Roma, Moscú o Tokio. Pero en mas de una ocasión he oído decir a personas de otras ciudades mexicanas o extranjeras "nunca había visto algo así", "es la primera vez que lo veo" o "desearía tener algo así en casa", y con esto se refieren a las vistas que aprecian por los telescopios que el Área de Astronomía de la Universidad de Sonora (AA-USON) tiene como tradición instalar en lugares públicos para que de manera gratuita cualquier persona pueda apreciar alguno de los muchos espectáculos que ofrece el cielo nocturno.

Estas observaciones que son realizadas por miembros diversos del AA-USON consisten en instalar algunos de nuestros telescopios en plazas y demás lugares públicos. El propósito de estas actividades es contribuir a la divulgación de la ciencia permitiendo a cualquier persona, pero en particular a niños tener una experiencia que puede influir en su futuro profesional y de esa manera estimular la formación de científicos e ingenieros que tanta falta hacen en una economía moderna y que son fundamentales para el desarrollo de las naciones.

El impacto de estas actividades es ahora evidente, el pueblo de Hermosillo cuenta con una cultura científica mayor al de muchas ciudades en México. No solo por que temas de astronomía y otras ciencias son cosas comunes aquí, sino por que después de 20 años de trabajo del AA-USON, iniciados por Antonio Sánchez y Julio Saucedo y que ahora cuenta con una variedad de miembros especializados en diversos temas de estudio y colaboradores dentro y fuera de la Universidad de Sonora, el hablar de cometas y planetas es algo que cualquiera en esta ciudad hace. Han sido varios los astrónomos que nos visitan de otras ciudades mas grandes del país y se sorprenden cuando el señor en la calle les habla de cometas, la señora en la plaza cuestiona la designación de Plutón como "planeta enano", el chofer de un camión pregunta por la coordenadas de una supernova y los asistentes a una conferencia de divulgación piden aclaraciones sobre la acumulación de masa en el proceso de formación de estrellas.

Todo este trabajo no lo hemos hecho solos, contamos con el apoyo fundamental de personas e instituciones que tienen la claridad de visión como para entender el impacto que hace en un niño ver los anillos de Saturno por un telescopio. El apoyo de Rectoría Universitaria siempre a sido fundamental, al igual que el de los medios de comunicación (Hermosillo es de los muy pocas ciudades del mundo donde los periodistas cubren de manera habitual noticias astronómicas). De igual manera, algunas secretarías de Gobierno del Estado nos han apoyado, haciendo especial mención de la Secretaría de Educación y de Seguridad Pública (de nuevo, Hermosillo es el único lugar que yo sepa, donde la policía colabora espontánea y desinteresadamente para cuidar un telescopio y ayudar en su instalación).

Es por esto y por el juramento que hice de cuidar e incrementar el patrimonio cultural de estos 20 años que encuentro chocante e indignante el intento por parte de personal del Departamento de Inspección y Vigilancia del Ayuntamiento de Hermosillo de prohibir una observación astronómica gratuita este pasado sábado 20 en la plaza Zaragoza con el supuesto "argumento" de que no se contaba con un permiso de vendedor ambulante (nótese que la observación era gratuita). Este acto indigno de un gobierno democrático fue frustrado por las mismas personas que se encontraban en dicha plaza y que reclamaron su derecho ha acceder a las oportunidades que de manera desinteresada la Universidad les ofrece. en particular los padres de familia que reclamaron el tener la oportunidad de dar a sus hijos una experiencia educativa no fácil de obtener.

Es una verdadera lástima que mientras algunas secretarías del gobierno estatal y municipal (como las de Educación y Seguridad Pública antes mencionadas) apoyen de forma tan ejemplar el esfuerzo poco común de una Universidad que va mas allá de sus obligaciones establecidas para servir al pueblo de Hermosillo, algunos servidores públicos pretendan impedir estas actividades. Es cierto que esta ciudad se comienza a distinguir por su nivel cultural y sería una verdadera pena tener de informar a nuestros visitantes que hemos sufrido actos dignos de un sistema totalitario o que no se veían desde cuando en la administración Bush en Estados Unidos grupos ultra-conservadores Creacionistas sancionaron la enseñanza de la evolución en escuelas públicas.

En cuanto a nuestro curso de acción, queda muy claro, vamos a continuar con las observaciones públicas, vamos a continuar cuidando e incrementando el patrimonio cultural de los Hermosillenses. Si no es en la plaza Zaragoza, será en otra plaza, sino tenemos el apoyo del municipio, lo haremos sin el. ¡Ni un paso a tras!

Y en cuanto a los servidores públicos, sepan que trabajan no para el gobierno, sino para el pueblo. Harían bien en recordar para quién trabajan.


viernes, 19 de marzo de 2010

Justo en medio

Este próximo 20 de Marzo, a las 10:32 hora de Hermosillo, Sonora, será el primer equinoccio del año y el inicio de la primavera.

En términos astronómicos esto se refiere a una posición en particular que adopta la Tierra. Como ya saben, la Tierra orbita al Sol y tiene un eje que muestra una inclinación aproximada de 23.44°. Esta inclinación implica que la cara de la Tierra que da al Sol cambie conforme se da la vuelta en torno a la órbita.




Por lo general sucederá que la cara de la Tierra que da al Sol muestra mas de un hemisferio que del otro (norte o sur) lo cuál implica que el hemisferio mas expuesto recibirá los rayos solares de manera mas vertical(mas "paraditos"), mientras que la parte menos iluminada los recibe de forma casi lateral ("acostaditos"). Esta diferencia implica que en una misma área, digamos; 1 metro cuadrado, se recibirá mas radiación por unidad de área en la parte de la Tierra donde los rayos caen verticales y por lo tanto se calienta mas. Esto es lo que ocasiona que algunas épocas sean mas calientes que otras, es decir, que las estaciones que llamamos primavera y verano sean mas calientes que el otoño e invierno.



A lo largo de la órbita, es decir año, la Tierra pasa por dos puntos (fechas) en las cuales esto sucede, son los dos equinoccios, que este año son hoy, 20 de Marzo y el 22 de Septiembre (a las 8:29 pm hora de Hermosillo, Sonora). Ademas existen dos fechas, los solsticios, que este año serán el 21 de junio (4:29 am) y 21 de Diciembre (4:38 pm) que marcan otras dos situaciones interesantes, cuando el sol del medio día llega al punto mas alto posible en el cielo o el mas bajo. Los solsticios también marcan el día mas largo(noche mas corta) o el mas corto (noche mas larga), siendo el solsticio de verano(21 de junio), el día mas largo y el 21 de diciembre el mas corto.

Así que como ven la primavera durará desde hoy hasta el 21 de junio cuando inicia el verano el cual termina el 22 de Septiembre al iniciar el otoño y finalmente inicia el invierno el 21 de diciembre.




jueves, 18 de marzo de 2010

Oferta para nuestros lectores

Se les anuncia que están disponibles Calendarios Astronómicos a precio de oferta especial para lectores de "De Galaxias y Fósiles" de $50 (Pesos Mexicanos) de un original de $100 y pueden ser enviados a cualquier lugar del mundo (precio de envío según opción deseada). Para mayor información escriban a juliacanizales@hotmail.com y mencionen que son lectores de este blog para que les hagan el descuento.



Este calendario incluye la información de las fases de la luna y sugerencias de fechas para observar algunos objetos calculadas para optimizar la imagen y facilidad de localización. También incluye fechas de eventos como lluvias de estrellas sobresalientes y eclipses con datos sobre donde se podrían observar.




miércoles, 10 de marzo de 2010

Mecanica Evolutiva 3

Como se vió en la entrada anterior de la serie, la evolución no tiene una dirección dada, simplemente tiende a mantener las especies vivas o desaparecerlas si no se adaptan a una velocidad adecuada. ¿Pero si la evolución no tiene una dirección, meta, propósito o inteligencia alguna tras de ella, entonces como es que algunos organismos no relacionados entre sí presentan ocasionalmente las mismas formas o soluciones para algún problema? A este fenómeno se la llama Convergencia Evolutiva y como veremos a continuación es fácil de explicar.


Esquema de la estructura de los tres tipos principales de alas. Las de los murciélagos, las aves y los insectos, nótese la diferencia en la estructura interna, sin embargo todas sirven para volar.

Pensemos en algún ejemplo de Convergencia, dos que vienen a la mente son las alas y las aletas. Por ejemplo, los Murciélagos (mamíferos), los Pterodáctilos (reptiles) y las Palomas (aves) todos tienen alas. Mientras que las ballenas, ictiosaurios y peces tienen aletas. Pero mientras que cada uno de estos grupos tiene alguna estructura en común (aletas o alas) cada uno la adquirió de forma diferente y la genera de alguna manera en particular.


Ejemplo de convergencia para llenar un nicho, el de depredador aéreo. Las tres especies, aunque diferentes, comparten la misma conducta de ser depredadores aéreos.

Veamos un ejemplo; las alas de las aves, insectos y los murciélagos. Como ya se imaginarán, las aves obtuvieron sus alas muy temprano en su evolución, de hecho las definió en su forma moderna. Esto ocurrió cuando algunas especies de dinosaurios comenzaron a adquirir una serie de mutaciones que les dotó de plumas y causó una serie de modificaciones en su estructura osea y conducta. Inicialmente las plumas tenia la función de dar protección térmica, es decir, mantener al dinosaurio caliente, de manera muy parecida al pelo de los mamíferos, pero en cuanto nuevas modificaciones dieron a las plumas su estructura plana (las primeras plumas eran como las plumas de los pollitos, dando al dinosaurio una apariencia un tanto "pachoncita") permitían al animal durar mas tiempo en el aire en caso de que saltar, algo muy útil si quieres correr tras una cena que huye por un terreno irregular. Con el tiempo las plumas fueron adquiriendo un papel mas y mas importante y finalmente permitieron a sus dueños volar de manera controlada.


Un caso de convergencia pero en los océanos. De nuevo las tres especies son diferentes pero adoptan conductas similares.

La estructura de dichas alas es la de una extremidad modificada, es decir el "brazo" entero del animal.

En cuanto a los murciélagos, las alas comenzaron gracias a mutaciones que alteraron la la longitud de los dedos y consecuentemente la extensión de la membrana entre los mismos. En este caso la mencionada membrana nada tenía que ver con mantener al animal caliente pero sí generó una superficie suficientemente grande como para permitir que la fuerza del aire sea suficiente como para mantener al animal en el aire. Esto también permitió al murciélago explotar nuevas fuentes de alimento y una locomoción mas rápida.

En este caso, el ala tiene una estructura osea derivada de la "mano", es decir, los huesos del ala son los huesos de la "mano" pero en proporciones muy diferentes a las originales.


Ejemplo de convergencia en la aparición de pinzas en la cabeza de los insectos. Se muestra la relación evolutiva y se ve que aquellos con pinzas no están necesariamente relacionados como especies cercanas.

Y el tercer caso de alas, las de los insectos son algo completamente aparte. Las alas de los insectos aparecen (obviamente) sin huesos. Son membranas que se suelen mantener extendidas gracias a la presión de fluidos dentro de una estructura de pequeños capilares.

Estos tres ejemplos son útiles para ver como aparecen tres estructuras diferentes que cumplen la misma función en diferentes animales, esto es la convergencia evolutiva. Y el ejemplo no se limita a extremidades, sino que se puede dar con el animal entero. En ocasiones dos ecosistemas diferentes tienen especies diferentes ocupando el mismo nicho, es decir, cumpliendo la misma función. Por ejemplo, el ser el principal depredador en tierra, ser carroñero o alimentarse de ciertos insectos. Esto se puede ver muy bien entre mamíferos placentales y marsupiales. En Australia, por ejemplo, donde son muy dominantes los mamíferos marsupiales se pueden encontrar especies que cumplen con los papeles que en otras partes del mundo cumplen otros mamíferos (si es que no han encargado ya de extinguir dicha especie).


Ejemplo de especies que ocupan el mismo nicho en ecosistemas diferentes. La columna de la izquierda son mamíferos placentales y a la derecha están los marsupiales.

La lección es esta; mientras que la evolución en su actividad carente de dirección puede dar origen a una variedad impresionante de seres, existen "nichos" en el ecosistema, estos son lugares que se ocupan por especies que tienen una conducta dada sin importar los detalles de su forma (siempre que la forma les permita la conducta en cuestión).

Es de gran importancia para nosotros ya que vemos que lo importante es llenar el nicho y por lo tanto se permite, en caso de perder una especie, remplazarla con otra de conducta similar, dándonos un método de bio-remedición para ecosistemas muy dañados. Y también nos ayuda a entender algo muy curioso que suele observarse en la historia de la vida, después de cada extinción masiva (eventos en los que mas del 50% de las especies muere) el nuevo ecosistema adopta las mismas relaciones entre las especies nuevas que evolucionen a partir del evento de extinción. Y esto a su vez, no permite entender mejor el "Equilibrio Puntual" de Gould, ya que la tendencia a ocupar los nichos vacíos es lo que permite a las especies a adaptarse para intentar explotar el lugar dejado por los extintos.

lunes, 1 de marzo de 2010

Subir y subir

En esta ocasión daremos respuesta a la petición por un entrada que trate acerca del proceso que forma las montañas. En realidad son varios procesos los que pueden llegar a generar una montaña, aquí veremos las generalidades de los casos mas comunes. Pero antes que eso tenemos que aclarar algunos aspectos sobre las estructura del planeta Tierra.


Fenómeno de convección. Cuando algún material fluido se calienta, tiende a subir desplazando al mas frío hacia abajo. Esto sucede en el manto de la Tierra, calentado por el núcleo y enfriado por la actividad en la litosfera.

La superficie de la Tierra esta muy lejos de ser un sistema inmóvil. La litosfera, come se llama la capa sólida que cubre al planeta y sobre la cuál están los océanos, glaciares y demas cosas que se ven desde el espacio, descansa sobre una capa mas profunda llamada "manto", la cuál esta formada de roca derretida y cubre al Núcleo. Esta parte central, el Núcleo, se mantiene a alta temperatura gracias a que contiene una gran cantidad de material radio-activo que está constantemente emitiendo energía que se almacena como calor. Pero esta energía siempre muestra una tendencia a salir de manera que la temperatura del núcleo se mantenga constante. El proceso por el cuál sale esta energía es por medio de la convección, es decir, cuando partes muy calientes del manto suben (se alejan del núcleo) y otras partes mas frías bajan (se acercan al núcleo), este es un proceso muy similar al que se observa al hervir agua. Así se transporta calor a la parte exterior, pero esto no es todo.



Vista actual (arriba) y el cambio de los últimos 500 millones de años de las placas tectónicas (abajo). Se ve como se ha modificado el mapa de la Tierra a lo largo de su historia.

Con todo esto ya llegó el calor del núcleo a la parte baja de la litosfera. Pero todo este calor y el movimiento del manto tiene el efecto de mover las placas de la litosfera (llamadas placas tectónicas) lo cual es la causa directa de los terremotos, en ocasiones las rompe y separa de manera nacen volcanes otro en otra sube a una de las placas sobre su vecina. Es como si dos hojas de papel que se mueven sobre una mesa se juntaran tanto que una se subió en la otra de manera que mientras mas las empujas una de ellas sube mas.

Este proceso fue el responsable del nacimiento (entre otras cordilleras) de los Himalayas, la placa de la India esta chocando y metiéndose debajo de Asia obligando a esa parte de la litósfera a doblarse y subir.



Antes y Después, la cantera de Walcott fue, hace 550 millones de años, una planicie marina poco profunda con un acantilado pronunciado cerca. Hoy es el costado de una montaña en Canadá. Todo gracias a la aparición de dichas montañas.

Pero también, si consideramos que las placas se mueven constantemente tendremos que en ocasiones una misma placa se ve atrapada entre otras y termina doblándose, de manera que se eleve el terreno generando también montañas o que un volcán que no es mas que una ruptura en la litosfera por donde puede salir parte del mando (en forma de lava) se desactiva dejando tras de si a otro tipo de montaña.



Arriba, proceso de choque entre La India y Asia, lo que originó los Himalayas. Abajo, el Monte Everest, punto mas alto de los Himalayas y del mundo.

Como pueden ver, la formación de las montañas puede tener una variedad de causas, pero todas están relacionadas con la tectónica de placas y la actividad del manto y núcleo. Lo mas importante a considerar es que nuestra Tierra no es para nada algo estático.


Mapa de Hawaii. Estas islas son montañas en el mar tan altas que salen sobre el agua. Se formaron por la acción de un sector del manto que esta intentando salir a la superficie y forma estos volcanes que forman islas.