10 millones de años tras el Pérmico

Algunos ecosistemas tardaron 10 millones de años en recuperarse tras la gran extinción del Pérmico.

Es ya prácticamente inevitable que la sexta gran extinción acabe con gran parte de las especies terrestres. Tras ese evento, y si el ser humano sobrevive (algo que no parece muy plausible), es conveniente saber con qué se encontrará la humanidad y cuánto tiempo tardarán los ecosistemas en recuperarse.

http://myfileshared.com/clip/THE-SIXTH-EXTINCTION_v1015

Obviamente se trata de un problema académico, porque nadie piensa seriamente en esperar el tiempo suficiente como para ver cómo se recuperan los ecosistemas. Siempre se tratará de mucho tiempo para la escala humana. Por tanto el párrafo anterior no es más que una “bofetada” para ver si reaccionamos.
Una manera de saber lo que pasa tras una extinción es estudiar qué paso en el pasado. Varios grupos de científicos han investigado qué pasó tras algunas de las grandes extinciones masiva del pasado y para distintos ecosistemas.

Esa es una pequeña gota de la Humanidad …

En agosto, los miembros de un proyecto llamado ISOLDE LOI88 emplearón con éxito una nueva técnica para estudiar la interacción de iones metálicos en un líquido. Es la primera vez que iones específicos han sido estudiados en un medio líquido – un logro técnico que abre las puertas prometedores para fines bioquímicos.

En el corazón del experimento LOI88: este es el punto donde los iones metálicos (por la izquierda) entrar en el menú.

“Más de la mitad de las proteínas en el cuerpo humano contienen iones de metales tales como magnesio, zinc y cobre”, explica Monika Stachura, biofísica de la Universidad de Copenhague y líder del proyecto LOI88. “Sabemos que estos elementos son fundamentales para la estructura de una proteína y su función, pero su comportamiento y las interacciones no se conocen en detalle.” Detección de estos iones directa en un entorno de cuerpo es problemática ya que sus capas atómicas cerrados tienden ha hacerlos invisibles a las técnicas más espectroscópicas . Sin embargo, usando la Resonancia Magnética Nuclear beta-( β-RMN ) técnica en combinación con la línea de luz collaps el equipo LOI88 conseguido, por primera vez, en la grabación de una señal de los iones metálicos en un entorno de cuerpo líquido. Esto también demuestra que la investigación básica en física nuclear y técnicas pueden conducir a nuevas aplicaciones.

Para obtener estos excelentes resultados, el primer equipo tuvo que hacer frente a un reto: encontrar una manera de introducir “fácilmente visible” iones metálicos en un líquido, para luego “ver” su señal. Y por “visible”, los físicos ISOLDE, por supuesto, significa “radioactivo”. Su elección: radiactivos magnesio 31 iones ( ³¹ Mg ^{+ +} ). La técnica: β-RMN. El programa de instalación: complicado …

“En primer lugar, necesitamos un haz de iones de Mg31 ISOLDE”, dice Magdalena Kowalska, físico β-RMN participa en el proyecto y es el coordinador ISOLDE física. “A medida que se utiliza la técnica de RMN, tenemos que polarizar los espines de estos iones, que se realiza mediante luz láser desde el ISOLDE-collaps puesto a punto. Los iones polarizados están atrapados luego en una gota de líquido. “Suena fácil? No, si se tiene en cuenta que el haz se tiene que quedar en el vacío, pero el líquido no puede. “Cuando una solución líquida se coloca en un vacío hierve primero y luego se congela, por lo que es imposible llevar a cabo el experimento”, explica Alexander Gottberg, un físico de destino ISOLDE del CSIC, Madrid, que diseñó el montaje experimental. “Para superar el problema, tuvimos que introducir una diferencia de presión entre el vacío débil alrededor del blanco líquido y del alto vacío en la línea de luz. La parte más difícil de este diseño fue que el sistema de bombeo diferencial, que se utilizó para este fin, tuvieron que ser alojado en unos pocos centímetros. “

Una gota que cae durante las mediciones

Mg31 tiene una vida media de sólo 230 ms, de modo, en menos de un segundo, los físicos pueden observar que en descomposición en la gota de líquido. Y es precisamente esta decadencia que da la información tan buscada. “Al descomponerse, emite partículas beta Mg31″, explica Magdalena. “A medida que polariza los iones Mg31, esta emisión de partículas beta no es la misma en todas las direcciones: a esto lo llamamos un” anisotropía “.” En palabras sencillas, los científicos detectar un número diferente de partículas beta de “la izquierda” detector de sobre “la correcta”.

¿Pero qué significa esta anisotropía decir? “A partir de nuestros modelos teóricos, podemos deducir las interacciones de los iones metálicos en el líquido mirando a la radiofrecuencia de RMN que cancela la anisotropía”, explica Alexander.

“Al demostrar la viabilidad de la técnica, hemos abierto nuevas puertas para la bioquímica”, concluye Monika. “Ahora estamos preparando los siguientes pasos:. Inyectando macromoléculas y proteínas en el líquido después de ver cómo los iones metálicos interactuar con ellos”, confió Los tres expertos que estaban “muy emocionado”. No es broma!

---

Para obtener más información sobre el proyecto LOI88, lee la carta de intención  del proyecto.

Cómo mantener un estable gota líquida? La gota de líquido en el LOI88 set-up es aproximadamente del tamaño de un guisante pequeño. El desafío consiste en encontrar el equilibrio entre la velocidad de evaporación rápida del líquido en el vacío y la velocidad de flujo, que se alimenta la caída continua. Con un poco de puesta a punto del equipo LOI88 logró estabilizar una gota de regeneración para las mediciones durante varias horas. Aunque el líquido de la gota está cambiando continuamente, parece básicamente estática para los isótopos radiactivos, que se desintegran en el espacio de milisegundos.

http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBulletin/2012/38/News%20Articles/1475670?ln=es

por Anaïs Schaeffer

Avanzan en la ubicación de la ‘Isla de Estabilidad’ de los elementos superpesados

Un equipo internacional de investigadores con participación de la Universidad de Granada (UGR) ha podido medir directamente la intensidad de los efectos de capas en elementos muy pesados, lo que proporciona valiosa información sobre la estructura nuclear de este tipo de elementos desconocidos en la Naturaleza.

Estos resultados son prometedores para localizar la llamada “Isla de Estabilidad”, teoría que establece la existencia de elementos superpesados que serían muy estables, cuya vida media sería de cientos o incluso miles de millones de años. Estas medidas se han llevado a cabo en isótopos de nobelio y laurencio utilizando el acelerador de partículas del laboratorio de física nuclear GSI en Darmstadt (Alemania). Los resultados fueron publicados por la revista Science en agosto.

Los llamados elementos superpesados son aquellos cuyo número atómico es mayor que el del laurencio (Z=103). Estos elementos no existen en la Naturaleza y son creados en laboratorios de física nuclear como GSI mediante colisiones de iones. En su mayor parte son elementos inestables, por lo que se desintegran en cortos periodos de tiempo tras su creación. Sin embargo, hay predicciones teóricas que establecen la existencia de un grupo de elementos superpesados extraordinariamente estable entorno a lo que se ha dado en llamar “Isla de Estabilidad”.

Estos elementos superpesados deben su estabilidad exclusivamente a los denominados “efectos de capa” en el núcleo atómico. Los constituyentes del núcleo, protones y neutrones, se organizan en capas. En algunas configuraciones llamadas “mágicas”, donde las capas están completamente llenas, los protones y neutrones están más fuertemente unidos, lo cual da origen a estos elementos superpesados estables. Sin este efecto, en el caso de elementos superpesados se desintegrarían de forma inmediata debido a la repulsión de Coulomb entre los protones.

En busca del ‘número mágico’

Tras décadas de investigación, su localización exacta sobre la carta de núcleos es un tema de extensa discusión sobre el que todavía no hay consenso. Algunos modelos teóricos predicen un “número mágico” de protones para el elemento 114, mientras que otros prefieren los elementos 120 o 126. Otra cuestión controvertida es si las vidas medias de los núcleos situados sobre la isla serán sólo de cientos o incluso miles o millones de años. Hasta la fecha todos los elementos superpesados han sido sintetizados en laboratorios y tienen vidas medias cortas. Ningún elemento superpesado se ha encontrado todavía en la naturaleza.

Obtener información precisa sobre la intensidad de los efectos de capas que aumente la energía de enlace de protones y neutrones en el caso de capas llenas es fundamental para obtener predicciones más exactas sobre la ubicación y extensión de la “Isla de Estabilidad”. Dado que la energía de enlace nuclear está relacionada con la masa a través de la famosa ecuación de Einstein E = mc², los aceleradores de partículas potentes como GSI pueden producir elementos superpesados a partir de grandes energías y pesar sus núcleos atómicos directamente para medir así la intensidad de los efectos de capas.

Esto es lo que ha conseguido un grupo internacional de investigadores entre los que se encuentra Daniel Rodríguez, del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Granada, y miembro del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN). Con la instalación de trampas de iones SHIPTRAP, actualmente la balanza más precisa para pesar los elementos más pesados, los científicos han podido medir, de la forma más precisa obtenida hasta ahora, las masas de elementos en la región del número mágico de neutrones N=152, concretamente sobre isótopos de nobelio (Z=102) y laurencio (Z=103).

Trampa magnética

Para ello, los científicos producen los elementos con el acelerador de partículas del GSI y los confinan en las trampas magnéticas de SHIPTRAP. Para la medida del isótopo laurencio-256, sólo 50 iones se pudieron detectar durante cuatro días. Los nuevos datos sirven como punto de referencia para los mejores modelos sobre los núcleos más pesados y permite mejorarlos en sus predicciones.

En la colaboración internacional participan científicos del GSI, el instituto Helmholtz de Mainz (HIM) y las universidades de Giessen, Granada, Greifswald, Heidelberg, Mainz, Múnich y Padua, el instituto Max-Planck de Física Nuclear de Heidelberg y el instituto PNPI de San Petersburgo.

En la actualidad, la UGR está construyendo un dispositivo único en el mundo, denominado sensor cuántico, que servirá para medir masas de núcleos con números atómicos más altos de los medidos hasta la fecha. Dicho dispositivo una vez construido se acoplará al acelerador del GSI en Alemania en la instalación SHIPTRAP. La construcción de este dispositivo (en marcha desde noviembre de 2011) es posible gracias a una subvención de 1,5 millones de euros otorgada en 2011 por el Consejo Europeo de Investigación a Daniel Rodríguez.

http://www.fpa.csic.es

http://www.i-cpan.es/

 

Enlaces:

• Artículo en Science

CERN: LHC Virtual Visit

CERN: LHC Virtual Visit

LHC – the aim of the exercise: To smash protons moving at 99.999999% of the speed of light into each other and so recreate conditions a fraction of a second after the big bang. The LHC experiments try and work out what happened.

The Large Hadron Collider (LHC) sits in a circular tunnel 27 km in circumference. The tunnel is buried around 50 to 175 m. underground. It straddles the Swiss and French borders on the outskirts of Geneva.

The first collisions at an energy of 3.5 TeV per beam took place on 30th March 2010.

The LHC is designed to collide two counter rotating beams of protons or heavy ions. Proton-proton collisions are foreseen at an energy of 7 TeV per beam.

¿En ruta de colisión? Un cometa se dirige hacia Marte

A lo largo del tiempo, las naciones de la Tierra que cuentan con tecnología espacial han enviado docenas de sondas y vehículos exploradores a Marte. Hoy en día, hay tres satélites activos circulando alrededor del Planeta Rojo mientras dos vehículos exploradores, Opportunity (Oportunidad, en idioma español) y Curiosity (Curiosidad, en idioma español), se desplazan debajo de ellos, sobre las rojas arenas. Marte es seco, desierto y aparentemente carece de vida.

Se detecta un gas misterioso en la atmósfera de Titán

Titán, la mayor luna de Saturno, es el único satélite del Sistema Solar que presenta una atmósfera densa y el único objeto, a excepción de la Tierra, donde se ha confirmado la existencia de material líquido en superficie

El análisis de los datos obtenidos por la misión espacial Cassini en dos sobrevuelos realizados en 2007 ha dado lugar a un sorprendente hallazgo: en la alta atmósfera de Titán, entre los seiscientos y los mil doscientos cincuenta kilómetros de altura, existe un gas oculto hasta la fecha cuya presencia se manifiesta por una intensa radiación en el infrarrojo cercano cuando el satélite está iluminado. El descubrimiento, que se publicará en la revista Geophysical Research Letters, ha sido desarrollado conjuntamente por investigadores del CNR de Italia y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Saturno y Titán. Fuente: NASA/JPL/Space Science Institute

Gracias a la misión Cassini (NASA/ESA), en activo desde 2004, la atmósfera de Titán se encuentra bien caracterizada (98,4% nitrógeno, 1,6% metano, 0,1-0,2% hidrógeno y pequeñas cantidades de otros compuestos), de modo que el hallazgo de un componente atmosférico no catalogado anteriormente ha constituido una sorpresa. “Se conocen bien los principales gases de la alta atmósfera de Titán y ninguno de ellos es capaz de generar una emisión tan intensa como la encontrada”, señala Manuel López-Puertas, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) participante en el estudio.

Un cometa al atardecer

Para un cometa, visitar el Sol es un tema de riesgo. El feroz calor solar evapora gases que han estado congelados durante mucho tiempo en el frágil núcleo, despedazando así a algunos cometas y destruyendo a otros por completo.
Es por eso que los astrónomos no estaban seguros de qué sucedería a principios de marzo cuando el cometa Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, en idioma inglés o Telescopio de Sondeo Panorámico y Sistema de Respuesta Rápida, en idioma español), que visitaba por primera vez el sistema solar interior, se sumergiera en la órbita de Mercurio. El 10 de marzo, la nave espacial STEREO-B (Solar TErrestrial RElations Observatory, en idioma inglés u Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres, en idioma español), de la NASA, observó el máximo acercamiento del cometa al Sol a solamente 45 millones de kilómetros (28 millones de millas) de distancia. A esa distancia, el Sol era tres veces más grande y se sentía más de diez veces más caliente que desde la Tierra.
El cometa sobrevivió.

Todavía intacto, el cometa Pan-STARRS emerge del brillo del Sol hacia el cielo del atardecer en el hemisferio norte. El calor del Sol ha hecho que el cometa brille más que una estrella de primera magnitud. El brillo del atardecer reduce mucho la visibilidad pero igual es un objetivo fácil de visualizar con binoculares y pequeños telescopios, entre 1 y 2 horas después del atardecer. Desde el 15 de marzo, la gente ha comenzado a informar que puede ver el cometa a simple vista.