ProAstronomía

Representa la intención de unir a los amantes de la Astronomía para favorecer el desarrollo de esta ciencia en Cuba y en cualquier parte del mundo

Archive for 14 febrero 2011

Ciclo del agua en La Tierra

Posted by ProAstronomía en febrero 14, 2011

Por Carlos Heredero

El agua es uno de los principios básicos de la vida. Sin agua, no puede haber vida, al menos en la forma que la conocemos.

Tú mismo conoces de sobra que sin tomar agua, no podemos sobrevivir mucho tiempo. El agua no solo es importante para vivir, sino también para ser saludable.

Por eso, cuando buscamos la posibilidad de que exista vida en algún otro planeta del Universo, una de las condiciones que se considera indispensable es que tenga agua en su superficie.

Sin embargo, aunque un planeta pueda tener agua, no significa que tenga vida. El problema es que la vida necesita usar el agua para muchas cosas, desde mantener funcionando las células hasta eliminar desechos que el organismo ya no necesita. Así que en el planeta debe haber algún tipo de mecanismo para limpiar el agua, y hacer posible que esta circule por todas partes. Estamos hablando del ciclo del agua en la atmósfera.

Para que el ciclo de la vida pueda llevarse a cabo en algún planeta, el agua debe encontrarse en estado líquido. Para ello, la temperatura debe ser cercana a la que tenemos aquí, en la Tierra.

Nuestro planeta Tierra, con gran parte de su superficie cubierta de agua en estado líquido.

Aunque todavía no conocemos bien las condiciones de los muchos planetas que hemos descubierto en el espacio, sí podemos tener una idea de qué buscar en ellos, si pensamos en buscar vida.

Pero si asumimos que la temperatura que pudiera haber en un hipotético planeta (que giraría en torno a una estrella cualquiera) sería cómoda para la vida, entonces podríamos entrar en el tema que nos interesa.

¿Cómo funciona el agua en la naturaleza de un planeta como el nuestro?

Primero debo darte algunos datos interesantes, para que notes la importancia del agua en nosotros mismos.

– La mayor parte del peso de nuestro cuerpo es agua.

– Una parte del agua de nuestro cuerpo se evapora por la piel, sobre todo en verano, ayudándonos a mantener una temperatura aceptable.

– El agua es usada por nuestro cuerpo para muchas cosas, y un buen ejemplo de ello es la sangre, que tiene el agua como disolvente.

Puedes buscar más sobre el agua en Internet, en libros o preguntando a tus profesores. Es importante que sepas de este líquido, para que tu vida sea muy saludable.

Pero el agua que usamos en nuestro cuerpo, tarde o temprano sale al exterior como agua sucia, por muchas razones. También la que usamos en la industria, en el hogar, y en cualquier otro lugar. Entonces, ¿como se limpia esta agua, para que sea posible volverla a usar?

En la naturaleza existe algo importantísimo, que es llamado “el ciclo del agua en la atmósfera”. Veamos.

Una parte importante del agua está en estado líquido, formando ríos, lagos, y océanos. Cuando el sol calienta la superficie de los mares, la capa superficial se va evaporando. Este proceso es igual al que ocurre en tu casa, cuando mamá pone a hervir algún alimento en una olla. El agua, al calentarse lo suficiente, se pone a ebullir, que es como se le llama a ese momento en que se agita formando remolinos. Es precisamente entonces que verás salir desde la olla un vapor caliente, ligeramente blanco. Eso es agua evaporada, que se incorpora al aire que hay alrededor de la olla. Este proceso se llama evaporación. Y aunque en la olla el calor se da por la parte inferior, y en los mares es por la capa superior, es el mismo proceso.

Ese vapor de agua que sale de los mares y de cualquier superficie de agua, sube hacia las capas superiores de la atmósfera. Allí arriba, hay zonas donde la temperatura es muy baja, tanto, que es suficiente para que el agua en forma de vapor, se transforme de nuevo en agua líquida, formando pequeñas gotas que quedan flotando allá arriba. Ya entonces estamos viendo nubes en el cielo. Este proceso es llamado condensación, cuando el vapor de agua se convierte en agua líquida.

Cuando la cantidad de gotas de agua es muy grande, y el tamaño de ellas también ha crecido mucho, no pueden sostenerse y caen hacia la tierra. Está lloviendo. A este proceso se le llama precipitación.

Esta nube esta dejando caer su agua en forma de aguacero sobre la ciudad… fijate en lo grande que es por arriba de la parte oscura, que es donde mas agua hay…

El agua que llega a la tierra se escurre sobre ella, y mucha penetra en el suelo, alimentando las plantas y los ríos subterráneos. Otra parte se une a los ríos y lagos.

Gran parte de esta agua termina, tarde o temprano, en el mar.

De esta forma, se ha cerrado un ciclo que comenzará de nuevo, porque se producirá otra vez la evaporación, habrá nuevamente nubes y volverá a llover. De esta forma se garantiza que el agua se recicle, se limpie y siempre dispongamos de una reserva de agua fresca. Pero cuidado, porque en la actualidad estamos contaminando los ríos, lagos y mares con muchos productos químicos, que incluso a la propia naturaleza le resulta muy difícil limpiar.

Quizás alguna vez has pensado en la posible existencia de vida en el planeta Marte. Pero si nos damos cuenta de que allí el agua no realiza este ciclo, de forma similar a La Tierra, vemos que es muy difícil. En Marte casi toda al agua que existe está congelada en las capas inferiores del suelo, formando algo que es llamado por los científicos “permafrost”. Este tipo de suelo existe también en nuestro planeta, por ejemplo, en Groenlandia. Pero en Marte, como la atmósfera es tan tenue, y tiene menos gravedad, el agua que podría salir del suelo se evapora rápidamente y mucha es dividida en hidrógeno y oxígeno, por los rayos del Sol.

Foto de la superficie marciana tomada por el rover de la NASA Opportunity.

Así que en Marte, no pueden existir ríos, lagos ya mares de agua líquida, al menos ahora. En el pasado, muchos millones de años atrás, quizás haya tenido océanos incluso. Y actualmente, de vez en cuando, podemos ver alguna nubecilla tenue en su alta atmósfera. Pero ahora es lo más parecido que podemos ver a un desierto, con mucha roca, arena y polvo.

Hasta hace unos años se pensaba que donde único ocurría este proceso de circulación del agua era en la Tierra. Pero hemos descubierto que también en un satélite de Saturno (el planeta de los anillos) sucede algo parecido.

Hablamos de la luna nombrada Titán, que es la única del sistema solar que sabemos que tiene atmósfera propia. Claro, es muy diferente a nuestro planeta. Como está mucho más lejos del Sol que nosotros, es muy fría. También los gases que componen su atmósfera son diferentes por completo. Hay mucho metano, que es algo así como ese gas que se usa en las cocinas para quemarlo y con ese calor podemos cocinar y calentar los alimentos.

Titán, Satélite de Saturno. Foto: NASA

Quizás pienses que si está muy frío, allí no puede haber nada en estado líquido, pero no es así. Es verdad que a esas temperaturas el agua está congelada. Pero el metano es un gas que solo llega a condensarse (es decir, a estar en estado líquido) a muy bajas temperaturas. Por tanto, en Titán hay lagos, ríos y hasta lluvias de metano. Así que ya La Tierra no es el único lugar del cosmos que conocemos con un ciclo de algún tipo de líquido. Aunque el agua y el metano son muy diferentes, realizan una metamorfosis similar en dos mundos nada parecidos.

¿Cómo se ve este mundo?

Hace algunos años los científicos pusieron en órbita alrededor de Saturno una sonda llamada “Cassini”, en honor a un astrónomo que estudió mucho a este planeta gigante.

A su vez, esta nave llevaba una sonda más pequeña adentro, la cual soltó al pasar cerca de la luna Titán, de forma que pudiera aterrizar en su superficie. El nombre de esa pequeña sonda era “Huygens”, otro astrónomo conocido por sus estudios de Saturno.

La historia de esta sonda es muy interesante. Puedes buscar muchas lecturas sobre ella en Internet. Pero básicamente, puedo decirte que logró aterrizar en esa luna lejana, y envió fotos de la superficie.

Foto de la superficie de Titán. NASA

Gracias  a este hecho, Titán es el lugar del Sistema Solar más lejano donde el hombre ha dejado una huella.

¿Pero, hay vida en Titán?

Bueno, esa pregunta aún es difícil de responder. Sabemos que existe un líquido (el metano) que realiza un ciclo de evaporación – precipitación y que hay zonas donde este se acumula, formando lagos.

Ríos de metano en Titán. NASA

Pero aún así, de existir vida, pudiera ser en forma de microbios, o quizás hongos muy pequeños. Hasta el momento, los científicos sólo han detectado un fenómeno muy curioso con el hidrógeno, que simula “desaparecer” cerca de la superficie. Si esto fuera un indicador de la existencia de vida, entonces los seres vivos allí respirarían hidrógeno, en lugar de lo que hacemos nosotros, que respiramos oxígeno para poder vivir.

Nubes en la atmósfera de Titán. NASA

Pero ya esto sería otra historia, y muy complicada, por cierto. Hablaremos de ella otro día…

Imágenes de Titán: NASA’s Cassini spacecraft

Posted in Ciclo del agua en La Tierra | Leave a Comment »

Aniversario del nacimiento de Galileo Galilei en Cuba 2011

Posted by ProAstronomía en febrero 13, 2011

Algunas imágenes de la inauguración de la Muestra del mes en el Museo Nacional de Historia natural de la Ciudad de la Habana (MNHN) dedicada al aniversario del nacimiento de Galileo Galilei el próximo 15 de febrero de 2011. En las fotos:

Joán Barén, el planetarista de la Cosmocaixa de Barcelona presenta la Muestra del mes, dedicada al telescopio de Galileo en presencia del director del museo y de un grupo de pioneros.

El Galileoscopio mostrado en una vitrina para poder observar el interior del telescopio.

Delegados al Congreso de Pioneros fotografiados con una imagen de Galileo.

Posted in Aniversario de Galileo 2011 | Leave a Comment »

Las estaciones de La Tierra

Posted by ProAstronomía en febrero 8, 2011

Por Carlos Heredero

Si eres buen observador, habrás notado que, con el tiempo, existen cambios en las temperaturas, en las lluvias, y otros factores meteorológicos. Cuando estos cambios responden a un ciclo que se repite cada año, estamos hablando de las ESTACIONES.

Las estaciones son cuatro, y seguramente las conoces: primavera, verano, otoño e invierno.

En cada una de ellas las condiciones son diferentes. En invierno, hace frío y llueve poco, y en verano llueve mucho y hace calor. En cuanto a la primavera y el otoño, aunque a veces son poco notables, se destacan porque en la primera, florecen las plantas y los animales se reproducen, y en otoño, las hojas caen de los árboles.

Todos estos sucesos responden a cambios mayores en la naturaleza. Pero la razón fundamental para que ello ocurra no está dentro de nuestro planeta, ni tampoco en la atmósfera. Las causas de las estaciones provienen del exterior, sobre todo del movimiento de nuestro planeta alrededor del Sol.

Como ya debes conocer, la Tierra gira alrededor del Sol en un recorrido al que se le llama “órbita”.

La orbita de la Tierra es muy parecida a un círculo, y más adelante profundizaremos en ello. Por ahora, puedes considerarla precisamente así, un círculo. Es suficiente para lo que deseamos explicarte.

Nuestro planeta demora un año en dar su vuelta alrededor del Sol, completando el círculo. Y ya debes saber que un año son doce meses.

Si dividimos este círculo en cuatro partes, resulta que la Tierra demora tres meses en recorrer cada una de estas partes. Por tanto, como las estaciones son cuatro, cada una durará aproximadamente tres meses.

Pero la órbita de la Tierra no es lo único que influye en las estaciones. De hecho, hay algo más importante metido en este asunto. Es la inclinación del eje de rotación de la Tierra. Veamos como te explico esto de forma fácil.

Tal vez tú hayas jugado en alguna oportunidad con un trompo. Cuando lo lanzas con velocidad, y lo pones a girar, él se mantiene parado sobre su punta. Pero esta posición solo puede continuar así mientras esté girando, porque en cuanto se detiene, cae de costado. A ese movimiento de giro se le llama en física “rotación”. Y a la línea que pasa por su punta y alrededor de la cual gira, se le conoce como “eje de rotación”.

Hay un hecho muy curioso, y es que cuando algún cuerpo gira, la velocidad que tiene  trata de mantener su posición. Por eso el trompo está de pie sobre su punta mientras gira. A la Tierra le pasa igual, como su eje gira constantemente tiende a mantenerse apuntando en la misma dirección.

Pues bien, nuestro planeta rota alrededor de un eje central, y este movimiento de rotación es la causa de que ocurran los días y las noches, cosa que te explico en otro artículo de este mismo sitio.

Pero el eje de rotación de la Tierra no está vertical, como el del trompo. En la realidad, está un poco inclinado, de forma que este eje no queda de frente al Sol.

Observa la siguiente figura, y sigue al planeta Tierra en su órbita alrededor del Sol:

Aquí te pongo una figura donde he dibujado la Tierra en cuatro posiciones distintas, que corresponden a las cuatro estaciones. Si miras con cuidado, notarás que el eje de rotación de la Tierra está siempre inclinado en la misma posición, a pesar de que el planeta se mueve por su órbita.

Entonces ya sabemos lo suficiente para entender la causa de las estaciones, que realmente te explico ahora con detalle.

De acuerdo a la posición del eje de rotación y de la Tierra en su órbita, dependerá de ello la cantidad de luz y calor que cae sobre la superficie terrestre. Y esta es la razón fundamental de las estaciones: la variación en la cantidad de calor que recibimos desde el Sol.

Para estudiar La Tierra la dividimos de muchas formas, por ejemplo, en hemisferios. Un hemisferio es la mitad de la esfera que es nuestro planeta. La mitad “superior”, que incluye al polo norte, se le llama hemisferio norte. La otra mitad, la que tiene al polo sur, es el hemisferio sur. Nota que en este gráfico es el hemisferio sur el que recibe más luz y calor.

Ya te expliqué los hemisferios terrestres. Un dato interesante es este: el hecho de que el eje de rotación de la Tierra esté inclinado, hace que las estaciones sean opuestas en cada uno de los hemisferios, porque cuando el hemisferio norte esta menos iluminado, el sur  recibe más luz. Así que cuando en el norte es invierno, en el sur es verano. Esto es algo que debes recordar siempre, porque muchas personas lo olvidan, o no lo saben.

En la realidad, lo que sucede es que los rayos solares llegan más o menos inclinados, en dependencia de la inclinación de la Tierra. Y cuando llegan más inclinados, calientan menos la superficie terrestre.

Conociendo esto, veamos ahora cada una de las estaciones.

Invierno: La Tierra Tiene su eje inclinado de forma que su polo norte apunta lejos del Sol. En la zona norte del planeta llegan los rayos solares con mayor inclinación, por lo que calientan menos la superficie. Al haber menos entrada de calor, la tierra se enfría.

Primavera: Los rayos solares caen cada vez más perpendiculares, y comienzan a calentar la superficie. En las zonas heladas, el hielo se derrite.

Verano: El polo norte del eje terrestre está inclinado hacia el lado del Sol, los rayos solares caen verticalmente sobre el terreno. El calor puede entrar más fácilmente a través de la atmósfera y calentar el suelo. Hace calor y se evapora más agua de los ríos y mares, así que hay más lluvia.

Otoño: La inclinación del eje terrestre comienza a aumentar de nuevo, por lo que el calor comienza a disminuir. Los árboles se preparan para enfrentar el invierno, perdiendo sus hojas.

Como puedes ver, las estaciones son consecuencia de dos cosas fundamentales: la inclinación del eje terrestre (sin la cual no habría estaciones) y el movimiento anual de La Tierra alrededor del Sol.

Hay algunos otros factores que influyen en las estaciones, y existen otros ciclos de la naturaleza que participan de todo lo que llamamos el clima. Pero eso es otra historia.

Posted in Las estaciones de la Tierra | 2 Comments »