Nuestro Inquieto Planeta

Surgen cadenas de montañas; los volcanes expulsan con violencia su lava; los mares avanzan y retroceden; los sismos estremecen los suelos.
¿Por qué esta inquietud del planeta? ¿Cómo explicar la incesante actividad que despliega la Tierra?
La respuesta a estas preguntas esenciales comenzó a perfilarse en el siglo XVII cuando se observó que la costa occidental de África y la costa oriental de la América del Sur encajan una en la otra casi perfectamente.
En 1912, el meteorólogo alemán Alfred Wegener observó que existe además coincidencia de los contornos geológicos de una y otra costa, la misma secuencia de rocas antiguas y fauna y flora fósiles idénticas. Esto lo llevó a formular la hipótesis del desplazamiento de los continentes.
Pero su teoría fue rechazada por no lograr explicar a qué se debía ese desplazamiento. 50 años después, del estudio del fondo marino surgió la clave. Inmensas cadenas volcánicas atraviesan los fondos marinos, que resultaron tener apenas 200 millones de años, cuando la edad de la Tierra es de unos 4 mil quinientos millones de años. Se hallaron además fosas o zonas en las que las rocas del suelo oceánico se sumergen.
En 1962 Harry Hess, geólogo norteamericano, ofreció una primera explicación: La convección térmica mantiene el manto terrestre en permanente circulación entre el núcleo terrestre, muy caliente debido a la radioactividad allí existente, y la superficie fría. La materia caliente sube desde las profundidades hasta las cadenas volcánicas oceánicas y se desplaza a ambos lados de ellas, formando el nuevo suelo marino. Este suelo se enfría y se hunde de nuevo en el manto, al alcanzar las fosas que bordean ciertos continentes. De aquí surge la moderna teoría de las placas tectónicas según la cual, la capa superficial de la tierra, la litosfera, la forman grandes costras casi indeformables, de unos cien kilómetros de espesor, que encajan unas en las otras como en un rompecabezas. Esas placas flotan sobre un sustrato viscoso, y se desplazan entre ellas algunos centímetros por año, unas veces separándose, otras colisionando o deslizándose unas contra otras, dando lugar a fenómenos como la subducción o el surgimiento de cadenas montañosas como Los Andes, Los Alpes y Los Himalayas.
La teoría de las placas tectónicas revolucionó las ciencias de la Tierra y proporcionó un cuadro unificador que permite explicar, desde la acumulación de terremotos en ciertas regiones, hasta la evolución del planeta desde su formación hasta nuestros días.

Reactores Naturales

En 1972 un grupo de físicos franceses comunicó la gran sorpresa: la naturaleza se había adelantado a los humanos en la creación de un reactor nuclear por unos 2000 años.
La sospecha andaba en el aire desde la creación del primer reactor nuclear. El físico japonés Kuroda llegó incluso a enumerar detalladamente los requerimientos para que un reactor nuclear existiera en el planeta. La afanosa búsqueda finalizó en las minas de uranio de Oklo, en Africa. En las muestras de mineral de esta mina se hallaron sustancias enteramente similares a los restos de combustibles producidos por los reactores modernos, lo que indica que un proceso similar tuvo lugar.
Haciendo cálculos a partir de la edad de la mina de uranio, los científicos concluyeron que hace 2000 años la concentración de uranio 235, que hoy es menor del uno por ciento, era el 3% del uranio total, lo que es suficiente para desencadenar un proceso de fisión nuclear, que es el proceso en que átomos de uranio se dividen, liberando energía en forma de calor y neutrones, que a su vez dividen otros átomos de uranio, dando lugar a una reacción en cadena. Se requirieron adicionalmente algunas otras condiciones como la presencia de agua. Pero, ¿será el caso de los reactores fósiles de Oklo único en la naturaleza?
Probablemente no. Además de otros depósitos de minerales de uranio de aproximadamente la misma edad de los de Oklo que aún se investigan en Canadá, Australia y otros lugares, ha habido interesantes hallazgos que dan indicios de existencia de otros reactores naturales. Tal es el caso de las trazas de Helio 3 y Helio 4 que los geólogos han encontrado en la lava volcánica y en el basalto que vienen del interior de la tierra. Mientras que el Helio 4 es esperable, dado que es un producto de la descomposición radiactiva natural del Uranio y el Torio, no se conoce ningún mecanismo natural para una producción significativa de Helio 3 en las profundidades terrestres.
Desde los años noventa el geofísico Marvin Herndon ha presentado evidencias convincentes de que en el centro de la tierra existe una esfera de uranio de unos 8000 metros de diámetro que actúa como un reactor nuclear. El helio hallado sería un sub-producto de la reacción nuclear en este georeactor. Más aún. El geólogo Rendón sugiere que planetas del sistema solar como Júpiter y Saturno, cumplen las condiciones para ser otros reactores nucleares de escala planetaria.

¿Tiene El Petróleo Sustituto?

Dos grandes problemas amenazan a la humanidad a comienzos del siglo XXI: la contaminación ambiental con su impacto sobre los cambios climáticos, y el agotamiento de las fuentes de hidrocarburos, el combustible principal de nuestro parque automotor, nuestras industrias y nuestras ciudades.
Desde los laboratorios de investigación y desarrollo se abre paso a lo que podría ser una considerable contribución a la solución de ambos problemas: la pila de combustible.
Se trata de un dispositivo, un reactor electroquímico, en el que la energía química se convierte directamente en electricidad, tal como sucede en el reactor común que es la batería recargable que usamos en nuestros automóviles. La diferencia consiste en que, en la batería, la energía química de los materiales que forman los electrodos se convierte en electricidad, cuando ésta se agota, hay que recargarla. Mientras que en la pila de combustible la energía química se obtiene de una sustancia que suple al reactor desde afuera.
La mayoría de las pilas de combustible en uso utilizan hidrógeno y oxígeno que toman del aire. Ellas convierten el hidrógeno y el oxígeno en agua, y en este proceso producen electricidad, utilizable para realizar un trabajo, tal como mover un motor eléctrico.
La transformación directa de la energía química del combustible en energía eléctrica tiene dos ventajas fundamentales. La primera es que la utilización de la energía química del combustible puede alcanzar eficiencias del orden del 70%, superando ampliamente la de los motores de combustión interna que apenas alcanzan un 20%. La segunda es que la pila de combustible no contamina, pues sólo produce agua.
El uso masivo de las pilas de combustible se topa todavía con varios importantes escollos, tales como el elevado costo de los materiales utilizados en su construcción y el difícil manejo del hidrógeno. Se ensaya con pilas que usan combustibles más manejables, como algunos hidrocarburos y alcohol. Pero la conversión final de éstos en hidrógeno, siempre requerida, baja significativamente la eficiencia de la pila.
Hicieron falta muchos años para que la “batería de gas”, construida por el jurista y físico inglés William Grove en 1839, hallara un uso práctico. Sin embargo, hoy en día su utilización es ya una realidad que se desplaza por algunas de nuestras ciudades. Aunque con carácter de demostración, un buen número automóviles y autobuses movidos por pilas de combustible ruedan por las calles de varias ciudades de Norteamérica, Europa, Japón y Australia.

Calor Humano

El Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas acaba de dar su último e inapelable dictamen: el planeta se está calentando y los principales responsables somos los humanos.

Quedan descartados los intentos de explicar el calentamiento global, como un proceso natural debido a las emisiones volcánicas, a los cambios en la órbita de la Tierra alrededor del sol o a la actividad solar.

Las enormes emisiones de gases como el dióxido de carbono y el metano, debidos a la actividad humana, refuerzan el Efecto Invernadero natural de la Tierra. El efecto invernadero se produce cuando la superficie del planeta, calentada por la radiación solar, emite radiación térmica que es absorbida e inmediatamente reemitida por componentes atmosféricos como el vapor de agua, el dióxido de carbono y el metano. Esto impide que buena parte de esta energía se escape al espacio, por lo que aumenta la temperatura media del planeta.

Alrededor de tres cuartos de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera producidas por los humanos durante los últimos veinte años provienen del uso de combustibles fósiles, como el petróleo, usado sobre todo para el transporte y la producción de electricidad. Su concentración Page 2 actual en la atmósfera es la más alta de los últimos 420.000 años y un 30% más alta que al comienzo de la revolución industrial. Según el informe del Grupo Intergubernamental, es probable que como una consecuencia la temperatura global aumente este siglo aproximadamente entre 2 y 4 grados.

Recordemos que el clima es un fenómeno muy sensible a las perturbaciones y cualquier alteración puede tener consecuencias difíciles de prever.

El aumento de la temperatura de nuestro planeta podría ocasionar elevación del nivel del mar, reducción de los hielos polares, multiplicación de sequías extremas y lluvias torrenciales, olas de calor y ciclones tropicales de mayor intensidad, con consecuencias impredecibles sobre la biodiversidad y la vida humana. El calentamiento del planeta puede tener efectos dramáticos sobre la vida individual, colectiva y la seguridad global.

Estamos sentados sobre una bomba de relojería que podemos desactivar si rectificamos la conducta humana que nos arrastra a esta descomunal catástrofe.

Con el clima no se juega; si la humanidad es responsable del problema, debe ser responsable de su solución. Científicos, gobiernos y ciudadanos de a pie deberíamos responder pronto a la pregunta: ¿Qué hacer con nuestro planeta?

Bajo La Piel De La Tierra

Son pocas las esperanzas que tenemos de emprender un “Viaje al centro de la tierra”, como soñó el novelista Julio Verne. El record de excavación de la tierra pertenece a los mineros sudafricanos, y es de tres kilómetros y medio de profundidad, un logro muy modesto si se considera que el radio de la tierra es de 6.400 km.

¿Cómo enterarnos entonces sobre el interior de la tierra? Se pueden hacer cálculos indirectos, como el realizado por Isaac Newton, quién utilizó su ley de gravitación universal para estimar la densidad promedio de la tierra y concluir que su interior tenía que ser mucho más denso que las rocas de la superficie.

Luego están los materiales de las profundidades terrestres que a veces arrastran los volcanes.

Pero son los terremotos los mejores informantes sobre el interior de la tierra. Del comportamiento de las ondas sísmicas que ellos generan es posible deducir propiedades físicas del medio que atraviesan.

Se ha llegado así a establecer que la tierra consta de varias capas. La más superficial es la corteza terrestre, compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes, y con un espesor que varía entre los 12 kms en los océanos y los 80 kms en las regiones continentales más antiguas. La corteza es como una cáscara sólida, dividida en fragmentos denominados placas tectónicas. Estas placas flotan en la capa siguiente, el manto, que es líquido y tiene un espesor de 2.800 kms. Las placas se desplazan, gracias a las corrientes convectivas del manto, con velocidades del orden de 5 cms por año; los choques y roces entre ellas producen grandes deformaciones en la corteza, generando las cadenas montañosas y sus sistemas de fallas asociados. La fricción entre las placas es la responsable de la mayoría de los terremotos.

Por último, está el núcleo, la capa más profunda, con un espesor de casi 3.500 kms, formada por materiales pesados como hierro y níquel, sometidos a altas presiones y a temperaturas de unos 7.000 grados centígrados, superior a la de la superficie solar. El núcleo tiene dos regiones: una interior sólida y otra exterior líquida. El campo magnético de la tierra se atribuye al movimiento del fluido en el núcleo terrestre.

Hemos aprendido a conocer cada vez mejor nuestro planeta, pero bajo la piel de la Tierra hay enigmas que aún no alcanzamos a comprender.