Urano

Este es Urano, el penúltimo planeta del sistema solar (ya es hora de que vayamos superando lo de Plutón), contando desde el sol. Comparado con el resto de nuestros variopintos vecinos, parece que esta bola de billar lisa no pueda ofrecernos nada interesante, pero el objetivo de esta entrada es demostrar que Urano no tiene nada de aburrido.

Crédito: NASA/JPL/Voyager.

El 80% de su masa está compuesta por una mezcla fluida de hidrógeno, agua y amoniaco que se mantiene en estado líquido gracias a la agradable temperatura del planeta, de unos -224,2ºC. Su atmósfera gaseosa, en cambio, contiene un 83% de hidrógeno, un 15% de helio y el 2% restante es metano, un gas orgánico. Hacemos un inciso para señalar que el metano es un gas inodoro, es decir, que no huele, pese a la falsa creencia extendida de que es el responsable del olor de nuestras flatulencias. La cuestión es que el metano absorbe las longitudes de onda más largas de la luz, léase la luz roja, y refleja el azul pálido que le da el color a este planeta.
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Rayos Globulares

Se desata una tormenta en la calle y te aterrorizan los rayos, así que decides quedarte en casa porque estás convencido de que ninguna descarga eléctrica proveniente del cielo puede alcanzarte en tu habitación.

Si tan cobijado crees que estás, pregúntales a estos señores del siglo XIX por qué están tan asustados, entonces.

Fuente: wikimedia commons.

Los rayos globulares son un fenómeno que ha permanecido rodeado de misterio durante siglos, y no se ha encontrado una hipótesis decente que explique su causa hasta hace pocos años.

Se trata de bolas brillantes que aparecen durante algunas tormentas pero, debido a la rareza e impredecibilidad de este fenómeno,  hasta que han podido simularse en el laboratorio la única información disponible sobre ellas eran unos pocos testimonios aleatorios.

Aun así, se estima que entre un 0.6 y un 3% de la población ha visto estas bolas luminosas flotando por encima del suelo, atravesando paredes e incluso matando a gente. Personalmente, yo no conozco a nadie a nadie que lo haya presenciado y no termina de convencerme esta estadística, pero adjunto dos testimonios de los siglos XVI y XVIII:

“Entró por la ventana del oeste de la iglesia una cosa oscura y sin proporciones del tamaño de una pelota, siguió la pared de la parte del púlpito y, de repente, pareció romperse con un ruido no menor al de cien cañones siendo disparados al mismo tiempo, y así llegó una tormenta de rayos y truenos como si la propia iglesia estuviera en llamas”, John Stow, 1596.

“Mientras navegábamos por el Golfo de Florida en 29 de Agosto, una gran bola de fuego cayó del cielo y partió nuestro mástil en diez mil pedazos, partió también nuestra manga, así como tres tablas del lado, bajo el agua y tres de cubierta, mató a un hombre y dejó a otro sin mano y, si no hubiera sido por las lluvias violentas, nuestras velas hubieran prendido fuego”, testimonio publicado en varios periódicos británicos en 1726.

Con descripciones como estas, no es de extrañar que las imágenes del siglo XIX que ilustran el fenómeno tengan todas un denominador común: el horror.

Bueno, vale ya de introducciones. Quiero saber por qué ocurre esto YA.

Tienes razón.

Durante años se han formulado muchas hipótesis con un grado creciente de complejidad, desde nubes de plasma provocadas por los rayos incandescentes hasta micro-agujeros negros formados en las capas altas de la atmósfera.

La humanidad ha tenido que esperar hasta el año 2007 hasta que alguien ha encontrado una explicación razonable, el “proceso de oxidación electroquímica y combustión de partículas de aerosol atmosféricas. Nano-baterias en forma de aerosol expuestas a una poderosa atracción magnética dipolo-dipolo”.

Para ser sinceros, sólo estoy seguro al 98% de lo que quiere decir esta frase, pero creo que la explicación es la siguiente.

Cuando una partícula (nos referimos a partícula en el sentido de particula de polvo no de partícula subatómica) cargada recibe una descarga eléctrica proveniente de un rayo, ésta fuerza a los electrones a migrar de allí donde están todos abarrotados hacia donde hay menos, generando una corriente eléctrica en su superficie. Para una mejor comprensión de la electricidad, comentaba el tema en esta entrada.

Al estar los dos polos en contacto directo, la superficie de la partícula se cortocircuita y la intensidad de la corriente que fluye a través de ella se dispara. Como resultado, la partícula se calienta hasta la incandescencia y empieza a brillar. El calor facilita que los átomos que componen la partícula reaccionen con el oxígeno del aire, lo que provoca una combustión que, a su vez, contribuye al aumento de brillo y temperatura.

Por otro lado, la fuerte corriente eléctrica genera un campo magnético de las mismas proporciones, por lo que las partículas que están sufriendo el mismo efecto tienden a acercarse entre sí por atracción electromagnética. Al final, terminan agrupándose una formación de esférica, que brilla con la luz de los millones de diminutas partículas en constante cortocircuito y combustión que la componen. Algo así:

Se han conseguido reproducir, aproximadamente, cosas parecidas a rayos globulares en el laboratorio pegando descargas eléctricas a un recipiente de agua para producir nubes de plasma cargado que permanecen estables durante medio segundo pero, aunque han proporcionado valiosa información sobre el fenómeno, no lo han replicado con exactitud.

Crédito: phys.org/D. Lange/IPP.

Otro experimento, más detallado:

Fuente: wikimedia commons.

Una de las únicas fotos convincentes que he podido encontrar de un rayo globular natural es la siguiente, aunque tampoco puedo asegurar su autenticidad.

Fuente, aquí.
Actualización [28/09/2014]: ya se ha observado uno en la naturaleza. Aquí la foto.

(Fuente)

La Calzada del Gigante

La Calzada del Gigante (Giant’s Causeway), en Irlanda del Norte, es una formación rocosa natural que compromete unas 40.000 columnas de roca basáltica encajadas entre sí, resultado de la actividad volcánica que afectaba a la zona en el pasado.

Crédito, aquí.

¿Pero, hombre, cómo va a ser esto natural? ¡Mira estas columnas perfectas!
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Respuestas XX: ¿Cuántas anguilas eléctricas hacen falta para iluminar una ciudad?

Heduart Punseto, el célebre doble de Eduard Punset que reside en Youtube, me ha mandado una pregunta… ¡En vídeo!

Para los que leéis Ciencia de Sofá desde el móvil: http://www.youtube.com/watch?v=uS736YX9CvQ

¿Podría aprovecharse la electricidad generada por las anguilas eléctricas para abastecer de energía una ciudad pequeña como… Barcelona? ¿Cómo debería ser el tanque que las contuviera?

Vamos a ello.
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Fly Geyser

El Fly Geyser es una formación geológica relativamente natural que se encuentra en el estado de Nevada, EEUU, 32 kilómetros al norte de Gelrach (es decir, en medio de ninguna parte).

Fuente: aquí.

¿Cómo que relativamente natural?

En 1964, se estaban haciendo prospecciones por la zona buscando fuente de energía geotérmica. Resultó que el subsuelo no emitía suficiente calor como para ser aprovechado como fuente de energía, pero sí que bastaba para calentar el agua de un depósito subterráneo a casi 94ºC. Por accidente, el depósito a presión fue perforado y el líquido empezó a salir por el agujero que habían hecho los operarios que, en vez de volver a taparlo, lo dejaron como estaba.

Fuente: wikimedia.

Desde entonces, el agua no ha dejado de fluir a través del agujero y el carbonato cálcico disuelto en ella ha ido saliendo a la superficie. Al ser más denso que el líquido, el mineral ha ido cayendo alrededor de la boca del agujero, acumulándose con los años. Los colores con los que está teñida su superficie, y que le dan un aire extraterrestre al panorama, están provocados por colonias de algas termófilas (a.k.a necesitan calor intenso para vivir) que pueblan su superficie.

Y, ahora, la pregunta del millón. ¿Cómo de grande es esto?

El géiser en sí mide 1.5 metros de altura pero, si se cuenta el montículo sobre el que descansa, la altura total de la formación es de unos 3.7 metros, lo que lo hacen visible desde la carreta más cercana.

Fuente: aquí (a estas alturas nos damos cuenta de que estamos citando la fuente de algo que, técnicamente, puede considerarse una fuente).

Esto es lo máximo que la mayoría de la gente se acerca al géiser porque el propietario del terreno y del rancho cercano que le da el nombre (Fly Ranch), terminó colocando una valla alrededor. Aunque no lo especifica en ningún sitio, suponemos que tiene que ver con que este pueblo está muy cerca del desierto donde cada año se organiza el festival Burning Man, al que acuden más de 55.000 personas cada año durante la semana que dura, así que el pobre hombre debía estar cansado de levantarse por la mañana y encontrar hordas de hippies traspuestos en sus tierras observando el géiser.

¿Cómo se formó la Cueva de los Cristales?

¡Agarráos los pantalones! Os presento la Cueva de los Cristales, una gruta repleta de formaciones descomunales de selenita encontrada a 300 metros de profundidad cerca de las minas Naica, en México.

(Fuente)

¡MADRE MÍA, QUÉ PERCAL!

En efecto. En su interior se encuentran los cristales naturales más grandes jamás descubiertos, midiendo el más grande de ellos 12 metros de longitud, 4 de diámetro y pesando 55 toneladas.

¡Mira, chaval, si no me explicas ya mismo cómo diantres pueden formarse estas moles, te parto las piernas!

“Selenita” parece un nombre muy romántico para un mineral. Por su apariencia, proviene de la palabra Selene, el nombre que los griegos daban a la Luna pero, en realidad, estas formaciones no son más que un montón  de yeso cristalizado.

La Cueva de los Cristales está situada sobre un depósito de magma y, originalmente, estaba inundada de agua (ahora se mantiene seca porque unas bombas la drenan constantemente). Gracias al calor proporcionado por la roca fundida como si fuera un fogón desproporcionado, el agua se mantenía caliente a una temperatura estable de unos 50ºC.

En estas condiciones algunas partículas minerales que componen la roca de las paredes de la cueva se disuelven en el agua, aunque no duran mucho en suspensión dentro del líquido, ya que terminan combinándose entre sí (formando pequeños núcleos sólidos e iniciando un procedimiento similar al de la formación de hielo que comentábamos en esta entrada) y, al aumentar su peso, caen al fondo por efecto de la gravedad o, directamente, quedan pegados a alguna pared cercana.

A medida que se amontonan en pequeñas depresiones e irregularidades en la roca, las moléculas que componen el mineral tienden a ordenarse de una manera una determinada, según las condiciones ambientales: entornos con temperatura y presión cambiantes dan lugar a cristales irregulares mientras que, cuando las dos variables son estables, aparecen cristales muy bien definidos.

De izquierda a derecha, cristales de yeso formados en condiciones cada vez más estables.

El caso de la Cueva de los Cristales es excepcional, inundada durante 500.000 años a una presión y temperatura constantes (50ºC), las moléculas de sulfato de calcio hidratado (la manera seria de decir “yeso”) han podido colocarse ordenadamente a su manera sin sufrir contracciones y expansiones que distorsionen la manera en la que nuevo material se adhiere a sus cristales. El resultado son matrices como esta.

Fuente de las imágenes usadas, aquí.

Y, claro, como  a nivel microscópico las moléculas tienden a colocarse alrededor de la estructura siguiendo esta matriz, en el mundo macroscópico termina reflejándose este patrón a lo bestia.

Aunque no siempre hay una única disposición molecular estable, puede haber variaciones como esta:.

Crédito: Peter Carsten/National Geographic/Speleoresearch.

O esta:

Fuente, aquí.

O las mismas columnas del principio, pero en “miniatura” y pegadas a la pared.

Todo esto es una pasada, pero tiene que tener alguna pega, estoy seguro. Y así es.

Lo malo de todo esto es que el aire de la cueva ronda los 58ºC, con una humedad entre el 98 y el 99% por lo que, aún con trajes especialmente diseñados (básicamente, dos capas de tejido con hielo entre ellas) para pulular por este entorno, una persona puede estar tan sólo 10 minutos dentro antes de acabar exhausta por la deshidratación.

Además, el suelo es resbaladizo y es muy difícil andar sobre él con el traje puesto. Si cayeras, “podrías ser empalado por los cristales puntiagudos que salen del suelo“, como dice este testimonio. De todas maneras, si tenéis ganas de visitarla (personalmente, es nuestro sueño) más os vale daros prisa porque la Cueva de los Cristales no va a permanecer abierta para siempre: cuando las minas de Naica dejen de ser rentables, el sistema de bombeo de agua se apagará y la gruta volverá a inundarse, cerrándola hasta que algún excéntrico millonario decida financiar su reapertura.

 

¿Y sabéis dónde podéis ver más lugares fascinantes como este? En la revista de National Geographic.

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