Prevención de terremotos y maremotos

Como suceden en espacios de tiempo lo suficientemente separados, y en lugares tan diferentes, parece que nos olvidemos de una vez a la siguiente de la importancia de los fenómenos sísmicos en la vida de muchas personas. Las dos últimas navidades se han visto marcadas por dos desastres sísmicos sin precedentes para nuestra generación. En diciembre de 2003 se derrumba Bam, una preciosa ciudad fortificada en Irán, tras sufrir un terremoto de 6.7 grados en la escala de Richter. Más de 40000 personas perdieron la vida bajo los escombros de sus casas de barro. Este año la noticia por todos conocida es el maremoto del sureste asiático que todavía no nos ha dado un balance final de víctimas.
Las zonas que sufren movimientos sísmicos con mayor frecuencia son aquellas próximas a los bordes de las placas tectónicas. Estas placas se solapan unas a otras para cubrir la superficie terrestre dejando bajo ellas el magma incandescente. Como norma general, se puede decir que las placas oceánicas solidifican magma en las zonas más profundas del océano, desplazando lateralmente las placas hasta que acaban por volver a deslizarse hacia el magma cuando fuerzan su entrada por debajo de las placas terrestres. Este forcejeo entre placas es el que produce de forma local un terremoto. Una teoría que llegara a la esencia del asunto necesitaría conocer cómo resisten el empuje y se deforman capas que ocupan medio océano, cómo rozan con otras capas y cuándo alcanzan el límite de tensión antes de desplomarse. Todavía estamos lejos de saber todo esto. Al mirar un mapa histórico de los distintos terremotos de una zona, nos parece que el fenómeno sea aleatorio. Lo mismo sucede con las erupciones volcánicas. A lo largo del tiempo aparece una aquí, otra allí… como si fuera al antojo del Creador. Se cree que hay más que azar detrás de estos fenómenos, pero todavía no ha cuajado una teoría que aunque no nos avise del momento exacto, al menos nos indique la probabilidad de que suceda en un intervalo de tiempo determinado.
Con los maremotos, el temblor se produce bajo el agua, provocando perturbación que se propaga a la superficie del mar, y radialmente hacia las costas. Mientras está en alta mar, la velocidad de propagación es de unos 500km/h, y la amplitud de la ola es corta hasta el punto de que los barcos en alta mar apenas la perciben. Cuando la propagación se aproxima a las costas, estas dos magnitudes se invierten: La velocidad decrece hasta los 50km/h, y la amplitud de la ola aumenta hasta las decenas de metros, rompiendo con violencia en la costa.
Antes del reciente desastre, el único país que había tomado medidas de prevención era Estados Unidos, con boyas y sistemas de detección suspendidos en el agua a 5km de profundidad. Distribuyeron estos carísimos aparatos por zonas profundas cercanas a Alaska y California. Ahora los gobiernos de los países afectados por el reciente maremoto quieren montar un sistema semejante, que dé aviso de sirena por todas las playas a tiempo para que la gente se ponga a salvo en zonas más elevadas, o más al interior. Los satélites también pueden hacer su parte, detectando leves cambios en la reflexión de la luz sobre el océano, y tal vez en el futuro, detectando cambios de presión en el agua.
El resto dependerá siempre de los ciudadanos, que deben tratar este fenómeno como inevitable. Plantear una arquitectura y una distribución urbanística acorde con este fenómeno, y realizar simulacros de evacuación de costas son medidas imprescindibles para hacer una prevención efectiva. Más información y nuevas tecnologías nos irán ayudando a convivir con la cara más dura de nuestro querido planeta. Todavía queda mucho por hacer.

El tiempo como chicle

La manera más popular de entender el orden temporal de las cosas es que simplemente suceden a la vez para todo el mundo. Dos amigos están en la orilla de un lago, y uno tira una piedra. El suceso de tirar la piedra ocurre a la vez para los dos. Puede haber diferencia de opiniones en otros aspectos del suceso, pero si uno tira la piedra y el otro ve tirar la piedra, entonces seguro que los dos coinciden en que la piedra es la misma, y se tiró en el mismo instante.
Einstein introdujo la relatividad a principios del siglo XX para acomodar uno de los primeros fenómenos conocidos que no acababan de ir bien con el ejemplo de la piedra: la luz, o mejor dicho, la propagación en el campo electromagnético. En efecto, cuando las cosas van muy rápido, ya no suceden a la vez para todo el mundo. Reformemos el ejemplo: uno de los amigos, en vez de coger la piedra, coge al otro amigo, lo levanta y lo lanza a una velocidad cercana a la de la luz (barbaridad). Desde el momento que uno es lanzado, y el otro queda en tierra, sus visiones del mundo pasan a ser completamente diferentes. Para no dejar eso de las “visiones del mundo” como si el que vuela estuviera alucinando, especifico: para ambos las cosas suceden en momentos diferentes.
Esta precisamente es la novedad que nos ofrece la relatividad especial: el tiempo no es una magnitud rígida e independiente de los observadores, sino que depende de la velocidad del observador, y de la del cuerpo observado en relación con la del observador. Concretando, si yo estoy parado, el tiempo pasa lo más lento que puede pasar. En cuanto empiezo a caminar, correr, volar… digamos que el tiempo se une a mi velocidad, y al final de mi carrera los que se quedaron parados me ven más jóven porque para ellos pasó más tiempo, y para mí menos.
Por ejemplo: se estima que un piloto de vuelos comerciales que se haya pasado sus 20 años cruzando el Atlántico, sea una diezmilésima de segundo más joven que los que se quedaron en tierra. En la película de ciencia-ficción “El planeta de los simios” los astronautas regresan a una Tierra del futuro porque han estado perdidos en el espacio a velocidades relativistas (cercanas a la luz). Lo que en la tierra fueron siglos, para ellos fueron años.
Dicho esto, se hace evidente que sabemos mucho de los viajes al futuro. Todos estamos en ese viaje. La única diferencia es que el que corre, viaja más rápido, y por tanto envejece menos en relación a los que están parados. ¿Y qué sabemos de los viajes al pasado? Nada. Lean lo que lean, nada. O por lo menos nada que haya alcanzado un cierto respeto en la comunidad científica general. Aunque si alguna vez pudiera hacerse, tenemos maneras de darnos cuenta de que estamos viajando al pasado. Hay cosas en la naturaleza que sólo tienen un comportamiento para el futuro, y el contrario para el pasado. El ejemplo que voy a poner es cómico-surrealista pero espero que sirva para dar la idea: Suponga que está usted bajando por la calle Real en dirección al Arenal y llega una nave extraterreste y le raptan. Se lo llevan al espacio. Entonces usted se pregunta si está viajando al futuro (como siempre ha hecho) o al pasado (gracias a cierta tecnología que desconocemos). La forma de averiguarlo es la siguiente: pida amablemente un café con leche a sus raptores. Si el café y la leche siguen mezclados y se ve el líquido uniforme marrón que todos conocemos, entonces es que usted está viajando al futuro. Si en cambio usted ve que la leche se separa del café, como antes de juntarlos, entonces no le quepa duda de que viaja al pasado. Un fenómeno tan sencillo como la mezcla de sustancias es el perfecto indicador de la dirección del tiempo.
El tiempo es como chicle, pero un chicle que se estira sólo comparando los movimientos de dos observadores entre sí. ¿Cómo afecta esto a nuestra vida cotidiana? De ninguna manera, porque nuestras velocidades son insignificantes como para que se note el efecto. Hoy la relatividad sólo sirve para entender las partículas subatómicas, y mañana quién sabe si nos llevará lejos, manteniéndonos jóvenes.

El siglo de la colonización espacial

A estas alturas todas las previsiones apuntan en el mismo sentido. Este será el siglo en el que poco a poco iremos ocupando de forma permanente los cuerpos celestes más cercanos a la Tierra. La carrera espacial sigue adelante imparable, animada por sus éxitos, y a pesar de sus fracasos. Al nivel que nos encontramos, la colonización espacial tiene pocas pretensiones en lo que se refiere al asunto de paliar la superpoblación que sufrimos en la Tierra. Más bien de momento nos conformaremos con bases espaciales de corte científico, al estilo de las instalaciones que tenemos en el continente antártico. Y no es para menos, porque las condiciones de vida en cuerpos como la Luna o similares serán con toda probabilidad mucho peores de soportar, que aquellas que soportan los habitantes del polo sur. Para empezar, los planetas o satélites que carezcan de atmósfera, obligarán a sus habitantes a protegerse de los efectos más dañinos de nuestro Sol. Las tormentas solares que aquí en la Tierra apenas son motivo de auroras boreales, en la Luna serán cuestión de vida o muerte. Un paseo por la luna mientras esta se baña de un lengüetazo de fuego solar será sin duda el último paseo que dé cualquier ser vivo. También hay que decir que es de vital importancia para nuestra protección, aquí en la tierra, el campo magnético terrestre.
Si en cambio tenemos atmósfera, habremos resuelto algunos problemas para tener otros casi insufribles. La única atmósfera amigable que conocemos de momento es la nuestra. Los módulos de exploración de Marte como el Pathfinder, el Spirit o el Oportunity, soportan unas temperaturas de -55ºC, que en un buen verano llegan a unos agradables 27ºC. La exploración en los polos, haría necesario un sistema preparado para soportar hasta -133ºC. Como no necesitan respirar, no llevan mal eso de que la atmósfera esté compuesta principalmente de dióxido de carbono (95%). Hay restos menos significativos de nitrógeno (2.7%), argón (1.6%), oxígeno (0.15%) y agua (0.03%). Y por decir algo bueno, habrán observado en las fotos de la televisión que no parece haber mucho viento. Es cierto que apenas hay brisa a ras de superficie, hasta el punto en que se espera que los paneles solares de los módulos queden inservibles por acabar cubiertos de polvo en una lenta sedimentación. Sin embargo sabemos que las nubes más altas forman tormentas semejantes a las de la tierra.
Con todo esto, se esperaba que tanto el Spirit como el Oportunity aguantaran 90 sols funcionando. Llamamos sol a la medida de un día de Marte. Ambos han soportado el invierno marciano (casi el doble de largo que el nuestro), en el que sus paneles solares recibían mucha menos luz. Y todavía siguen funcionando: Spirit lleva 279 sols, y Oportunity 258 sols, porque llegó a Marte un poquito más tarde. ¿Qué clase de instalación tendremos que montar los humanos que la colonicemos para soportar semejantes condiciones? ¿Qué diabólico aire acondicionado montaremos que filtre el dióxido de carbono, y nos mantenga en aire fresquito?
Yéndonos al extremo opuesto de temperaturas, también esta semana ha sido noticia la aventura del módulo Huygens en su entrada a la atmósfera de Titán. Esta luna de saturno tiene temperaturas de -180ºC, y presión “razonablemente” parecida a la de la tierra (1.5 atmósferas). Su atmósfera es rica en argón, etano, dióxido de carbono, y compuestos orgánicos. La elección es buena porque tal y como ha ocurrido, las temperaturas no escarcharon ninguno de estos elementos en las lentes del módulo, y por eso las fotos han salido así de bien. Para nosotros la vida en una luna como Titán se presenta imposible, dentro de los márgenes de la tecnología actual, y la del futuro inmediato.
Incluso visto en condiciones tan duras, no decae el ánimo. Se dice que ya vive la mujer o el hombre que pisará por primera vez Marte. El tiempo irá transformando esta quimera en un espectáculo como el que Neil Armstrong protagonizara en 1969.

Caos: El nacimiento de una ciencia

Así titula James Gleick un libro que seguro no tiene muchos seguidores, pero que está al nivel de todos aquellos que queden hechizados por el caos. Más que una ciencia recién nacida, yo diría que empieza a ser adolescente, tras pasar por más de cuarenta años en los que muy lentamente se han ido definiendo los caminos que debemos seguir. Cada vez más físicos y matemáticos son convertidos y comienzan a predicar sobre un universo del que sabiendo más, cada vez sabemos menos. Y es que a eso precisamente nos ha llevado el estudio de los llamados sistemas caóticos. Tenemos en esta ciencia una lección de humildad a la vez que un millar de puertas por descubrir.
Como siempre, vamos a los ejemplos, y a las aplicaciones. Después de siglos de cuentas y quebraderos de cabeza, conocemos mucho de nuestro universo. Pero lo que mucha gente no sabe, es que con lápiz y papel, sólo sabemos resolver un problema mecánico de astrofísica: el de dos planetas, o dos estrellas, o… en fin, dos cuerpos cualesquiera. E incluso a este problema de dos cuerpos le hacemos una serie de chapuzas para que nos salga bonito. Como ejemplo, la luna girando alrededor de la tierra: un sencillo círculo (o casi círculo). Ahora señores, si en vez de dos cuerpos son tres, apaga y vámonos. No tenemos formulitas que nos resuelvan un sistema de, por ejemplo, tres planetas. Peor todavía: no sabemos si se mantendrán estables mucho tiempo, o acabarán chocando, o qué pasará. Como no tenemos soluciones matemáticas, recurrimos al ordenador y vemos con horror que las trayectorias de los tres planetas son unos garabatos de pesadilla, y que de vez en vez todo el sistema se va a freír espárragos. En la imagen vemos una simulación por ordenador del “sencillo” sistema Sol-Tierra-Luna (3 cuerpos), en el que podemos ver cómo la Luna acaba perdiéndose y chocando con el Sol. Bueno, piensen por ejemplo que nuestro Sistema Solar tiene, sin contar lunas, una estrella y nueve planetas: ¡diez cuerpos! Tenemos demasiado metida en la cabeza la imagen de los planetas en sus bonitas órbitas circulares. Pues sepan que todavía no nos hemos podido explicar cómo es que este tinglado de planetas no se ha fastidiado ya. Después de tanto tiempo podría considerarse un verdadero milagro. En una simulación por ordenador, el Sistema Solar suele desmoronarse después de un par de milenios, como mucho.
Al igual que en este ejemplo, el caos se ha encargado de estudiar fenómenos muy sensibles, y de difícil predicción. Y aunque no tengamos la solución completa, hemos podido aprender muchas cosas. Por ejemplo, hemos mejorado la predicción meteorológica, no sólo en la Tierra, sino en las misteriosas tormentas de planetas como Júpiter o Urano. En el campo de la salud, hemos comprendido un poquito mejor el comportamiento del cerebro estudiando electroencefalogramas, el movimiento llamado R.E.M. de los ojos de un sujeto en sueño profundo, los espasmos del corazón en pleno ataque cardiaco (y con eso hemos mejorado los marcapasos). Del caos nos hemos ayudado para que el airbag de su coche no salte cuando no es necesario. ¿Tiene usted un móvil multimedia? Gracias a las antenas fractales, que son la geometría del caos, usted puede a la vez hablar, y ver por la cámara del teléfono. El caos es ya una parte del sistema de control de población y epidemias. Sabemos más del movimiento de bancos de peces, aves e insectos migratorios, sistemas depredador-presa, flores de alta fertilidad, colonias de hormigas, abejas… Hemos mejorado la tecnología de algunos láseres. Entendemos mejor la forma de los árboles, los helechos, las hojas de arce, los ríos, las venas, las nubes… Cuando colonicemos la Luna, lo haremos a muy bajo coste gracias a las trayectorias de baja energía de sistemas caóticos preparados.
Y si sigo no paro. El caos está por todas partes, aunque no lo parezca. Y el tamaño de este artículo no hace justicia a la fascinación que puede producir esta disciplina. Espero que se note que el que suscribe es uno de esos enamorados.


La Luna yéndose a pique en una simulación Sol-Tierra-Luna

Todas las preguntas son aceptables

Dar testimonio y prueba de lo que pasa en nuestro mundo implica contestar a todas las preguntas que se pueden hacer. Por ejemplo es necesario preguntarse si existen vacas verdes, y una vez que salgamos y comprobemos que no las hay, habremos hecho ciencia por muy ridícula que pueda parecer la pregunta.
El otro día compañeros de la redacción me preguntaron por la Ley de Murphy, y si tenía algún fundamento científico. ¡Excelente pregunta! Esta ley pertenece a la cultura general de todos. Pero para no dejarse a nadie en el camino, recordaré que se trata de una especie de confabulación maligna del destino: “Si algo puede salir mal, así será”. La famosa ley de la tostada cayendo por el lado de la mantequilla. La ley del paraguas que siempre llevas contigo el día que no lo necesitas.
Aunque esta ley ya aparecía de forma implícita en poemas que se remontan al siglo XVIII, el nombre viene del Capitán Edward A. Murphy, que era un ingeniero que trabajaba para la Fuerza Aérea americana en la base de Edwards en el año 1949. Murphy participaba en un proyecto con el que se quería saber lo fuerte que podía ser la frenada que aguantara una persona a gran velocidad. Al encontrar un transductor mal cableado, le echó la bronca al técnico que lo había montado y le dijo que si había alguna forma de hacer las cosas mal, él siempre la encontraría. De esta y algunas afirmaciones posteriores acabaría saliendo la famosa ley.
Algunos podrían precipitarse en tachar esta ley de falsa y absurda, pero se ha podido demostrar que hay bastante de cierto en ella, y no necesariamente porque nos ronden demonios haciéndonos la vida imposible. Tomemos el ejemplo de la tostada que cae por el lado de la mantequilla. Parece en principio que sea el típico caso de cara o cruz con probabilidad del 50% de que caiga del lado bueno, y 50% del malo. Pero una moneda lanzada al aire no es lo mismo que una tostada que se resbala de un plato o de una mesa. Se ha hecho un estudio dejando caer tostadas desde mesas a distintas alturas, y se ha podido comprobar que para mesas de una altura menor de 2.5 metros, la tostada solo tiene tiempo a dar media vuelta en la mayoría de los casos. Por tanto, casi siempre cae del lado de la mantequilla. Si fuéramos seres más altos y tomáramos el desayuno en mesas de 4 metros, probablemente la Ley de Murphy no sería aplicable.
Con el tema del clima la cosa es parecida en algunos casos. El clima del Reino Unido es famoso por ser de difícil predicción. Hay como mínimos 5 grandes corrientes de aire que confluyen en la isla. Así el clima ha sido siempre tema de conversación allí, y no han faltado las suposiciones de perversas maquinaciones en las esferas celestiales. El matemático G.H.Hardy de la universidad de Cambridge, tenía su forma particular de conseguir un día soleado. Salía con su paraguas a la puerta de casa y decía: “Soy Hardy, y voy al Museo Británico”. Esta es la típica cosa que se hace en un día de lluvia. De esta forma esperaba que la confabulación perversa del cosmos aplicara la Ley de Murphy y le diera un día cálido y soleado, que después usaría para ir al campo o a pasear.
Bromas aparte, de un estudio de 260 avisos de lluvia consecutivos en la zona de Londres, 180 resultaron ser falsas alarmas, mientras que 80 acabaron efectivamente en lluvia. Para un londinense que lleve su paraguas en cada aviso de lluvias, la Ley de Murphy es una realidad tan cotidiana como la frustración de pasear su paraguas sin que le sirva de nada.
Detrás de la Ley de Murphy no hay maldad cósmica, pero sí estadística, psicología, subjetividad y profecía autocumplida. Sus víctimas no escapan a las leyes de la probabilidad, y esto las convierte en creyentes de un más allá con muy malas intenciones. Deja esto siempre abierto el tema de que la ley se aplica según quién, dónde y cuándo. Ya saben los desafortunados a quién echar las culpas.


Tostada con mantequilla