Archivo de la categoría: Geofísica

El magnetismo de las rocas en los lugares de impacto.

El magnetismo se produce por una corriente de electrones o cargas eléctricas.
Los materiales magnéticos, tienen sus átomos orientados de una manera preferencial, de tal forma que las órbitas de los electrones producen una corriente generadora de campo magnético permanente o magnetismo. Este es el caso de la magnetita, un mineral que tiene un magnetismo permanente (Magnetita | Wikipedia | https://es.wikipedia.org/wiki/Magnetita).

Las rocas en estado natural, muestran un leve grado de magnetismo permanente de un 2% al 3%. Eso se debe a la presencia de una pequeña cantidad de granos de minerales como la magnetita incrustados en la roca.

En Santa Fe, Nuevo México, hay una estructura con evidencias de haber sufrido un impacto meteórico.

Afloramiento en el sitio de un meteorito en Nuevo México
Recogiendo muestras del sitio de la estructura de Santa Fe, Nuevo México | Crédito: Gunther Kletetschka.

Descubierta en el 2005, se estima que tiene unos 1200 años de antigüedad. Estudiando muestras de rocas del sitio, se encontró que poseen menos del 0,1% de magnetismo.
Teniendo en cuenta que se trata de un sitio de impacto, se piensa que la onda de choque producida por el impactador fue la responsable del bajo porcentaje de magnetismo.

La onda de choque generada, entrega energía y calor al medio donde se propaga. Eso produce que el material se vaporice y rompa sus átomos generando plasma; un gas de partículas atómicas o iones, o sea, un gas ionizado. En esas condiciones, las características eléctricas de la roca se ve alterada. Cuando los átomos se recombinan, se encuentran con que perdieron esa tendencia en la orientación que les permitía tener cierto porcentaje de magnetismo.

De esta manera, el bajo porcentaje de magnetismo en las rocas de un sitio, puede sugerir que en la región se produjo un impacto meteórico.

Referencia:
UAF scientist reveals cause of lost magnetism at meteorite site | UAF 19.nov.2021 | Rod Boyce | https://uaf.edu/news/uaf-scientist-reveals-cause-of-lost-magnetism-at-meteorite-site.php

Fuente:
Kletetschka, G., Kavkova, R. & Ucar, H. Plasma shielding removes prior magnetization record from impacted rocks near Santa Fe, New Mexico. Sci Rep 11, 22466 (2021). | https://www.nature.com/articles/s41598-021-01451-8

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La capacidad reflectiva de la Tierra sufrió una disminución.

El albedo de un cuerpo es su capacidad de reflejar la luz que recibe.
En el caso de los objetos del Sistema Solar, es la relación entre la luz Solar que reflejan y la que reciben directamente del Sol. Eso da idea de la temperatura que tienen debido a la energía Solar que asimilan.
En el caso de la Tierra, ese valor es del 30% en promedio.
Esa es una gran capacidad de reflexión, para lo cual basta con ver la luz cenicienta de la Luna (La luz cenicienta de la Luna. | pdp 6.dic.2011 | https://paolera.wordpress.com/2011/12/06/la-luz-cenicienta-de-la-luna/), por supuesto que en este caso colabora la gran capacidad de reflexión del suelo Lunar.

image of earthshine
Luz cenicienta – NASA.

Esa luz es la que refleja la Tierra, se refleja en la Luna y vuelve a Nosotros. Esto es más apreciable cuando la Luna está en una “fina” fase. O sea que la luz reflejada por el Planeta, pasa dos veces por la atmósfera (una vez hacia la Luna y otra cundo regresa reflejada en ella) y aún la percibimos.

Esta gran reflexión no se debe tanto a las aguas que cubren la mayor superficie del Planeta como algunos piensan. El agua transmite más luz que la que refleja. Esa gran capacidad de reflejar la luz Solar, se debe a dos cosas:

  • La nubes de Planeta, principalmente las nubes bajas.
  • Los hielos que hay en la Tierra.

Todo colabora con que nuestro Planeta brille mucho en el espacio como un objeto blanco-azulado.

Pale Blue Dot 2020 | Cool Worlds | 13 feb 2020.

Midiendo la luz cenicienta, podemos tener idea y estudiar la evolución del albedo Terrestre.
Según observaciones de esa luz, desde el año 1998 al 2017, nuestro albedo disminuyó un 0,5%; lo que implica una mayor cantidad de energía asimilada por la Tierra y su correspondiente aumento de temperatura. Eso puede deberse a que disminuyó la cantidad de nubes bajas dejando ver el océano menos reflectante o a la menor cantidad de hielos.
En este último caso, la disminución de hielos reflectantes colabora con una mayor temperatura, lo que a su vez ayuda a derretir más hielos y así continúa el ciclo.

Aún hay que confirmar si esto es una tendencia, aunque se piensa que no lo es.

Como dato interesante, en ese período de tiempo la disminución de reflexión de luz por parte del Planeta y la actividad humana, casi duplicaron el efecto de calentamiento global.

Referencia:
Earth is reflecting less light. It’s not clear if that’s a trend | SN 14.oct.2021 | Sid Perkins | https://www.sciencenews.org/article/earth-reflection-light-dim-earthshine-moon-solar-radiation

Fuente:
Earth’s Albedo 1998–2017 as Measured From Earthshine | GRL 29.aug.2021 | P. R. Goode et al. | https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021GL094888

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Antiguos pictogramas de terremotos en América.

Los pictogramas son representaciones gráficas de objetos o eventos reales o ficticios.
Se los suele hallar en manuscritos o códices y a veces como trabajos aislados. Estos códices y pictogramas, dan testimonios de hechos acontecidos en el pasado. Antiguas civilizaciones los han dejado a manera de “cápsula del tiempo”.

El códice Telleriano – Remensis, tiene 50 páginas ilustradas a color, es de principios del siglo XVI y fue hecho por una civilización prehispánica desconocida (https://es.wikipedia.org/wiki/Códice_Telleriano-Remensis).
En él se describen 12 terremotos que afectaron el actual México y Centro América.
En los pictogramas, el terremoto está simbolizado con una “hélice” que representa el movimiento superpuesta a un rectángulo dividido en partes punteadas que representa la tierra.

pictograph showing a central eye followed by a plus sign and a pictograph showing a box with dots
Ilustración del símbolo de terremoto | G. SUÁREZ AND V. GARCÍA-ACOSTA/SEISMOLOGICAL RESEARCH LETTERS 2021.

En el centro de la hélice hay un “ojo” que si está abierto indica que el terremoto ocurrió durante el día; y si está cerrado, durante la noche.

Pictograma del terremoto de 1507 | G. SUÁREZ AND V. GARCÍA-ACOSTA/SEISMOLOGICAL RESEARCH LETTERS 2021.

En este pictograma, el terremoto del año 1507 está indicado a la derecha del centro con los símbolos de hélice y rectángulo superpuestos. Debajo, se simboliza una consecuencia del terremoto; en este caso: guerreros que murieron ahogados.

Referencia:
This pictogram is one of the oldest known accounts of earthquakes in the Americas | SN 7.sep.2021 | Carolyn Gramling | https://www.sciencenews.org/article/earthquake-pictogram-oldest-known-account-americas

Fuente:
The First Written Accounts of Pre‐Hispanic Earthquakes in the Americas | Seismological Research Letters (2021) | Gerardo Suárez & Virginia García Acosta | Abstract: https://doi.org/10.1785/0220210161

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Según los anillos de Saturno, su núcleo es difuso.

Artículo retocado el 18.ago.2021 a las 13:20 HOA (GMT-3).

Los anillos de Saturno lo convierten en un llamativo miembro del Sistema Solar.
Muestran separaciones o intervalos causados por la acción de la gravedad de las lunas y del Planeta. Pero los anillos también muestran ondulaciones.
Algunas se deben al impacto de pequeñas rocas que orbitan el Planeta cruzando los anillos subiendo y bajando mientras producen “salpicaduras y ondas” como piedras en un estanque (Ondas en los anillos de Saturno | pdp 2.ago.2010 | https://paolera.wordpress.com/2010/08/02/ondas-en-los-anillos-de-saturno/).

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Ondulaciones en anillos de Saturno por rocas que los cruzan | Cassini – NASA.

Pero también muestran ondas en espiral conocidas como ondas de flexión.

Saturn Makes Waves in its Own Rings | 16.aug.2021 | caltech


El núcleo del Planeta no es sólido. Se trata de una región de rocas, hielos y fluidos de metales y gases livianos donde se dan grandes corrientes convectivas. No tiene límites definidos sino que es más bien una zona capaz de deformarse como gelatina mientras que altera su densidad. Bajo esas condiciones, el núcleo de Saturno abarca el 60% de su radio.
A causa de esos procesos, la gravedad que produce el núcleo no se mantiene constante y la superficie del Planeta muestra ondulaciones de 1 m. cada una o dos horas. Eso afecta también a los anillos más cercanos. Las partículas del anillo que se acercan al lugar de mayor gravedad van aumentando su velocidad, mientras que las que se alejan lo hacen cada vez más despacio. Eso genera regiones de mayor densidad en el anillo lo que da origen a ondas. Éstas, a su vez, se combinan con la rotación del anillo y así se generan las ondas en espiral observadas por la sonda Cassini en el anillo C.

Todo está relacionado con el comportamiento del núcleo de Saturno, y éste, con su origen.
Saturno no se habría formado por una clásica o simple acreción de materia que daría origen a un núcleo rocoso, compacto y bien definido como otros planetas incluso la Tierra.
En el caso del “señor de los anillos”, se habría dado acreción por guijarros. En este proceso, la formación es más lenta y los guijarros se mezclan con gases dando lugar a un núcleo difuso “maleable y deformable como una bolsa de semillas”.

En este caso, el análisis de las características observadas de los anillos permitieron saber cómo se comporta el núcleo del Planeta. Luego, los anillos hicieron las veces de sismógrafos que responden a lo sucede en el núcleo de Saturno.

Referencias:
Saturn Makes Waves in its Own Rings | Caltech 16.aug.2021 | Whitney Clavin | https://www.caltech.edu/about/news/saturn-makes-waves-in-its-own-rings
SATURN’S CORE IS BIG AND FUZZY — AND ITS GRAVITY IS WRITTEN IN THE RINGS| SyFyWire, B.A. 16.aug.2021 | Phil Plait | https://www.syfy.com/syfywire/saturns-core-is-big-and-fuzzy-and-its-gravity-is-written-in-the-rings

Fuente:
A diffuse core in Saturn revealed by ring seismology. | Nat Astron (2021) | Mankovich, C.R., Fuller, J. | Abstract: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01448-3 | arXiv PDF: https://arxiv.org/pdf/2104.13385.pdf

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Podrían haber fumarolas submarinas en la Joviana Europa.

Las lunas Jovianas sienten las mareas gravitatorias del Planeta y eso puede producir condiciones favorables para la vida.
En sus órbitas elípticas alrededor de Júpiter, las lunas se acercan y alejan constantemente. Eso hace que sientan variaciones en la fuerza gravitatoria del Planeta en un efecto conocido como marea gravitatoria. Lunas Jovianas como Io y Europa, sienten tirones que tienden a deformarlas, como si se tratara de “masajes”. En esos esfuerzos, se realiza trabajo que se traduce en energía, ya que, en las deformaciones sufridas, se dan rozamientos que generan calor.

Recordemos que el agua necesita más frío para mantenerse congelada cuando está sometida a mayor presión. Por eso se congela sólo la superficie de los lagos, manteniéndose agua líquida bajo ella debido a la presión en la profundidad.

Io y Europa, tienen una corteza helada que guarda un océano bajo ella.
En el caso de Io, ese proceso de mareas gravitatorias produce fisuras en su superficie helada y recalentamiento en su interior produciendo la actividad volcánica observada en ella.

Europa, está más alejada del Planeta y muestra una situación similar.

Europa volcanism graphic
Ilustración de la estructura de una luna helada de Júpiter. Una corteza helada (Icy crust) rodea un océano interior (subsurface ocean), todo sobre un fondo marino volcánico (volcanic seafloor) – Crédito: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll.

En el caso de esta luna, las mareas gravitatorias podrían recalentar su interior, lo que favorece la actividad volcánica en el fondo del océano bajo su corteza helada.
De esta manera, se producirían fisuras en el suelo submarino por donde emanarían gases y lava. En ese proceso, similar a las fumarolas submarinas en la Tierra, el material que sale por las grietas del fondo podría interactuar con el agua generando procesos químicos. En ellos, se liberaría energía que reemplazaría a la luz Solar colaborando con la aparición de vida microbiana y posterior desarrollo de organismos más complejos.

Referencia y fuente:
Europa’s Interior May Be Hot Enough to Fuel Seafloor Volcanoes | JPL – NASA, 25.may.2021 | https://www.jpl.nasa.gov/news/europas-interior-may-be-hot-enough-to-fuel-seafloor-volcanoes

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La lluvia en exoplanetas depende del tamaño de las gotas.

Para que en exoplanetas haya condiciones para la vida tal como la conocemos, éstos deben estar en la zona habitable.
Esta zona, se encuentra a una distancia de su estrella hospedante que le permite mantener agua en estado líquido.
Por supuesto que si hay agua, ésta es capaz de evaporarse y elevarse a la atmósfera del planeta. Luego, con el tiempo, la superficie quedará seca a menos que el agua llueva. Para eso, es necesario que exista un ciclo del agua como sucede en la Tierra.

Las gotas de agua prontas a llover, se condensan en torno a partículas de polvo.
Pero no todas lloverán. Depende del tamaño de esas gotas.
Si son demasiado grandes, la gotas se romperán por un problema de tensión superficial. Si son demasiado pequeñas, se evaporarán antes de llegar al suelo.
Así, las gotas deben tener un tamaño adecuado dentro de un intervalo “estrecho” de valores. Esto depende de las condiciones reinantes en la atmósfera del exoplaneta.
De esta manera, la existencia de agua no asegura las condiciones para la vida como la conocemos; también es importante el tamaño de las gotas de lluvia.

Referencia:
Raindrops also keep fallin’ on exoplanets | SEAS Harvard 5.abr.2021 | L. Burrows | https://www.seas.harvard.edu/news/2021/04/raindrops-also-keep-fallin-exoplanets

Fuente:
The Physics of Falling Raindrops in Diverse Planetary Atmospheres | AGU 15.mar.2021 | K. Loftus & R. D. Wordsworth | https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020JE006653

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Las estructuras aracniformes de Marte: la hipótesis de Kieffer.

En polo sur de Marte se observan estructuras “aracniformes” en el terreno.

Éstas, se deben a un proceso de sublimación de dióxido de carbono (CO2).
La sublimación es el pasaje directo de una substancia congelada a gas sin pasar por el estado líquido. En este caso, se trata de la sublimación del hielo seco o hielo de CO2.
Este hielo se encuentra sobre el terreno debajo de losas de hielo translúcidas superficiales.
Cuando el CO2 sublima, va aumentando la presión y produce fracturas en la losa que lo cubre. Por esa ventilación, va escapando el CO2 gaseoso y va generando “canales” en el suelo a medida que fluye hacia el exterior. Finalmente, la losa de hielo se derrite y el CO2 escapó con el materia arrastrada dejando esas estructuras de canales en forma de “arañas”.

A esta idea se la conoce como hipótesis de Kieffer, por el geofísico Hugh Kieffer quien junto a sus colaboradores se propuso explicar la generación de estas estructuras.
Este modelo fue probado en laboratorio con placas de hielo seco sobre arena sometido a condiciones que permita su sublimación.

experiment spiders
(McKeown et al., Sci Rep, 2021)

En el proceso se formaron estructuras similares a las observadas en Marte.

Referencia:
Scientists Just Demonstrated How These ‘Spiders’ Might Form on Mars | Science Alert – Space, 22.mar.2021 | Michelle Starr | https://www.sciencealert.com/there-are-spiders-on-mars-like-nothing-on-earth-and-we-are-figuring-out-how-they-form

Fuente:
The formation of araneiforms by carbon dioxide venting and vigorous sublimation dynamics under martian atmospheric pressure | Sci Rep 11, 6445 (2021)| Lauren Mc Keown et al. | https://www.nature.com/articles/s41598-021-82763-7

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Un mojón en el lado obscuro de la Luna.

La sonda China Yutu 2, en el lado obscuro de la Luna, halla una roca muy particular.
Se trata de una roca alargada, de forma achatada y bordes bien definidos que está “clavada” en el suelo lunar. Así, por su aspecto la han bautizado como “hito” o “mojón”.

This photo taken by China's Yutu 2 moon rover shows the elongated "milestone" rock on the lunar surface.
Imagen del mojón lunar obtenida por la misión China Yutu 2 –  © CNSA.

No presenta los efectos de erosión y fracturas por meteorización. Éstas se deben a frecuentes impactos y tensiones producidas por enfriamientos y calentamientos dados en ciclos térmicos, entre otros factores. De esta manera, se concluye que este mojón es relativamente joven geológicamente hablando.
Es muy probable que sea un trozo de corteza expulsado en un impacto meteórico. En tal caso, habrá que ver si provino de una región cercana o de más lejos.
Para eso, hacen falta más estudios incluso para saber sus dimensiones.

Moon ‘milestone’: China’s Yutu 2 rover discovers ‘unusual’ shard on lunar far side – Jame Andy – Earth Science TV

Referencia:
China’s Yutu 2 rover finds ‘milestone’ on far side of the moon | Space 13.feb.2021 | Andrew Jones | https://www.space.com/china-yutu-2-moon-far-side-rover-milestone-discovery

Fuente:
Publicación Our Space en lenguaje Chino afiliada a la Administración Espacial Nacional China | https://www.163.com/dy/article/G1EEHJ7J0531TTYW.html

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La historia de los Rayos Cósmicos registrada en las rocas.

Los rayos cósmicos, son partículas de alta energía que provienen del espacio; de ahí su nombre.
Se trata de principalmente de protones y núcleos atómicos “livianos” producidos en eventos de gran liberación de energía.
Viajan por el espacio viéndose acelerados por campos magnéticos que atraviesan en su camino, como sucede con partículas en un acelerador (Rayos cósmicos: origen y trayectorias | pdp 1.dic.2016 | https://paolera.wordpress.com/2016/12/01/los-rayos-cosmicos-origen-y-trayectorias/).

Cuando impactan nuestra atmósfera, desencadenan una lluvia de partículas, conocidas también como chubascos aéreos, entre las que se pueden dar partículas de antimateria.

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Ilustración crédito: NSF/J.Yang

El estudio de estas lluvias, da información de los rayos cósmicos que las producen, luego, es cuestión de observar su origen en el cielo.
Pero se podría estudiar la historia de estos eventos observando hacia abajo.
En la producción de partículas en las lluvias de partículas, aparecen neutrinos. Estas partículas son de baja masa y no tienen carga por lo que interactúan poco con la materia.
Así, pueden llegar profundo en el suelo Terrestre e impactar en rocas a cierta profundidad. En esos impactos, pueden alterar la estructura cristalina de ciertas rocas al producir un efecto de “retroceso” en los átomos de los cristales afectados.
Ésto, puede dar información de la historia de los chubascos aéreos y de los rayos cósmicos que los provocan. Así se puede saber si nuestro Planeta viajó por una región de la Galaxia de gran actividad o incluso si explotó una supernova cercana.

Referencia y fuente:
Cosmic-Ray Time Capsules | Physics 30.nov.2020 | Philip Ball | https://physics.aps.org/articles/v13/186

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Las colisiones entre estrellas de neutrones nos habrían favorecido.

Sabemos que somos hijos de las estrellas, en particular de las masivas que mueren como supernovas (Somos hijos de las estrellas… | pdp 6.ago.2013 | https://paolera.wordpress.com/2013/08/06/somos-hijos-de-las-estrellas-pero-de-cuales/).
Cuando estas estrellas estallan, retornan al espacio material enriquecido en su interior de donde nacen estrellas y planetas.

En Nuestro caso, las primeras formas de vida se vieron protegidas por el campo magnético de la Tierra. Las partículas del viento Solar son nocivas para la vida tal como la conocemos. El campo magnético Terrestre las atrapa y desvía hacia los polos magnéticos cercanos a los geográficos. Allí, interactúan con los átomos de la atmósfera produciendo las conocidas Auroras.
En el Sistema Solar, la Tierra es el único planeta rocoso con este tipo de protección para la vida. Eso se debe a que en Ella, se da un proceso de convección o corrientes de material caliente y rico en cargas.

Ilustración de tres casos de convecciones. En el primero es demasiada y genera un ambiente volcánico muy agresivo, el segundo es el caso Terrestre y el tercero es muy pobre como para mantener la vida – Credit: Melissa Weiss UCSC

Ese material llega al manto y suele aflorar por grietas en la corteza. Allí se enfría y vuelve a hundirse. De esta manera, se produce un efecto de dínamo que genera el campo magnético Terrestre.
Para que este proceso sea posible, es necesario que en el interior del Planeta haya una elevada temperatura. Ésta, se debe en su mayor medida a la presencia de elementos radiactivos como torio y uranio.
Estos elementos generan calor, de hecho se los utiliza para mantener los sistemas a temperaturas adecuadas en satélites y sondas espaciales. Se ha perdido aproximadamente la mitad del calor generado en el interior de la Tierra desde su origen. La mayor parte del resto de ese calor se debe a la presencia de los elementos radiactivos. Éstos existen en la proporción justa. Demasiados elementos radiactivos producirían demasiado calor y se tendría un infierno inhabitable. Pocos elementos de este tipo, no mantendrían el dinamo funcionando ya que la entrega de calor al exterior no sería compensada y la convección terminaría.

Los elementos radiactivos se habría formado en la colisión de estrellas de neutrones.
Se trata de núcleos compactos dejados por estrellas masivas que explotaron. En esos raros pero posibles eventos de colisión, se generaron elementos radiactivos que viajaron por el espacio y pudieron infectar al material protoplanetario dejado por el estallido de estrellas masivas.

Referencia:
Stellar Smashups May Fuel Planetary Habitability, Study Suggests | SA 17.nov.2020 | M. Woo | https://www.scientificamerican.com/article/stellar-smashups-may-fuel-planetary-habitability-study-suggests/

Fuente:
Radiogenic Heating and Its Influence on Rocky Planet Dynamos and Habitability | AJ 10.nov.2020 | F. Nimmo et al. | Abstract: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abc251 | PDF: https://arxiv.org/pdf/2011.04791.pdf

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