jueves, 31 de enero de 2019

ENORME CAVIDAD EN LAS SEÑALES DEL GLACIAR ANTÁRTICO EN RÁPIDA DECADENCIA


Glaciar Thwaites. Crédito: NASA / OIB / Jeremy Harbeck 


Una gigantesca cavidad [dos tercios del área de Manhattan, casi 1.000 pies (300 metros) de altura], que crece en el fondo del glaciar Thwaites en la Antártida occidental es uno de los varios perturbadores descubrimientos reportados en un nuevo estudio dirigido por la NASA sobre la desintegración del glaciar. 

Los hallazgos resaltan la necesidad de observaciones detalladas de la parte inferior de los glaciares antárticos, para calcular qué tan rápido se elevarán los niveles globales del mar en respuesta al cambio climático.

Los investigadores esperaban encontrar algunas brechas entre el hielo y la roca del fondo, en el fondo de Thwaites, donde el agua del océano podría fluir y derretir el glaciar desde abajo. 
El tamaño y la tasa de crecimiento explosivo del nuevo agujero, sin embargo, los sorprendió. Es lo suficientemente grande como para contener 14 mil millones de toneladas de hielo, y la mayor parte de ese hielo se derritió en los últimos tres años.

"Durante años hemos sospechado que Thwaites no estaba bien atado a la roca subyacente", dijo Eric Rignot, de la Universidad de California, Irvine, y del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Rignot es coautor del nuevo estudio, que se publicó hoy en Science Advances. "Gracias a una nueva generación de satélites, finalmente podemos ver los detalles", dijo.

La cavidad fue revelada por un radar de penetración del hielo en la Operación IceBridge de la NASA, una campaña aerotransportada que comenzó en 2010 y estudia las conexiones entre las regiones polares y el clima global. 
Los investigadores también utilizaron datos de una constelación de radares de apertura sintética de vehículos espaciales  italianos y alemanes.

Estos datos de muy alta resolución se pueden procesar mediante una técnica llamada interferometría de radar para revelar cómo la superficie del suelo debajo se ha movido entre las imágenes.

"[El tamaño de] una cavidad bajo un glaciar juega un papel importante en la fusión", dijo el autor principal del estudio, Pietro Milillo, de JPL"A medida que más calor y agua penetran en el glaciar, se derrite más rápido".

Los modelos numéricos de las capas de hielo usan una forma fija para representar una cavidad debajo del hielo, en lugar de permitir que la cavidad cambie y crezca. El nuevo descubrimiento implica que esta limitación probablemente haga que esos modelos subestimen la rapidez con que Thwaites está perdiendo hielo.

Sobre el tamaño de Florida, el glaciar Thwaites es actualmente responsable de aproximadamente el 4 por ciento del aumento del nivel del mar a nivel mundial
Tiene suficiente hielo para elevar el océano mundial un poco más de 2 pies (65 centímetros) y respalda a los glaciares vecinos que elevarían el nivel del mar 8 pies adicionales (2,4 metros) si se perdiera todo el hielo.

Thwaites es uno de los lugares más difíciles de alcanzar en la Tierra, pero está a punto de ser más conocido que nunca.
La US National Science Foundation y el British National Environmental Research Council están montando un proyecto de campo de cinco años para responder las preguntas más críticas sobre sus procesos y características.
La International Thwaites Glacier Collaboration comenzará sus experimentos de campo en el verano del hemisferio sur de 2019-20.

Cómo los científicos miden la pérdida de hielo

En el largo plazo, no hay forma de monitorear los glaciares antárticos desde el nivel del suelo.
En cambio, los científicos usan datos de instrumentos aéreos o satelitales para observar características que cambian a medida que un glaciar se derrite, como la velocidad de flujo y la altura de la superficie.

Otra característica cambiante es la línea de conexión a tierra de un glaciar, el lugar cerca del borde del continente donde se levanta de su lecho y comienza a flotar en el agua de mar. 

Muchos glaciares antárticos se extienden por millas más allá de sus líneas de tierra, flotando sobre el océano abierto.
Al igual que un bote, puede flotar de nuevo cuando se retira el peso de su carga, un glaciar que pierde peso de hielo puede flotar sobre la tierra donde solía quedarse. 
Cuando esto sucede, la línea de tierra se retira hacia el interior. Eso expone más de la parte inferior de un glaciar al agua de mar, lo que aumenta la probabilidad de que su velocidad de fusión se acelere.

Un retiro irregular

Para Thwaites, "estamos descubriendo diferentes mecanismos de retirada", dijo Millilo.
Diferentes procesos en varias partes del frente del glaciar de 100 millas de largo (160 kilómetros de longitud) están haciendo que las tasas de retroceso de la línea de conexión a tierra y la pérdida de hielo no estén sincronizadas.

La enorme cavidad se encuentra debajo del tronco principal del glaciar en su lado occidental, el lado más alejado de la Península Antártica Occidental. 
En esta región, a medida que la marea sube y baja, la línea de conexión a tierra se retira y avanza a través de una zona de aproximadamente 2 a 3 millas (3 a 5 kilómetros).
El glaciar ha estado despegado de una cresta en el lecho rocoso a una tasa constante de alrededor de 0.4 a 0.5 millas (0.6 a 0.8 kilómetros) por año desde 1992.

A pesar de esta tasa estable de retroceso en la línea de tierra, la tasa de fusión en este lado de El glaciar es extremadamente alto.

"En el lado este del glaciar, el retroceso de la línea de conexión a tierra se realiza a través de pequeños canales, tal vez de un kilómetro de ancho, como dedos que se extienden debajo del glaciar para fundirlo desde abajo", dijo Milillo. 
En esa región, la tasa de retroceso de la línea de conexión a tierra se duplicó de aproximadamente 0,4 millas (0,6 kilómetros) por año desde 1992 a 2011 a 0,8 millas (1,2 kilómetros) por año desde 2011 a 2017.
Sin embargo, incluso con este retroceso acelerado, las tasas de derretimiento en este lado del glaciar son más bajos que en el lado occidental.

Estos resultados resaltan que las interacciones entre el hielo y el océano son más complejas de lo que se entendió anteriormente.
Milillo espera que los nuevos resultados sean útiles para los investigadores de la Colaboración Internacional Thwaites Glacier Collaboration mientras se preparan para su trabajo de campo.

"Dichos datos son esenciales para que las partes en el campo se centren en las áreas donde está la acción, porque la línea de conexión a tierra se está retirando rápidamente con patrones espaciales complejos", dijo.
"Comprender los detalles de cómo se derrite el océano en este glaciar es esencial para proyectar su impacto en el aumento del nivel del mar en las próximas décadas", dijo Rignot.

El artículo de Pietro Milillo, y de E.Rignot, P.Rizzoli, B.Scheuch, J.Mouginot, J.Bueso-Bello y P.Prats-Iraola se encuentra en la Revista Science Advances, 30.Jan.2019, titulado "Heterogeneous retreat and ice melt of Thwaites Glacier, West Antarctica.", VOL 5, N°1, eaau3433 DOI.10.1126/sciadv.aau 3433.
Los co-autores son de la Universidad de California, Irvine; el Centro Aeroespacial Alemán en Munich, Alemania; y la Universidad de Grenoble Alpes en Grenoble, Francia.
Fuente: Jet Propulsion Laboratory JPL – NASA - 30. enero.2019

Traducción libre de Soca

martes, 29 de enero de 2019

INGRESO DE VIENTO SOLAR



Durante los mínimos solares, se abren orificios de larga duración en la atmósfera del Sol, liberando corrientes de viento solar al espacio
Uno de esos hoyos se enfrenta a la Tierra ahora, y es grande:

Hemos visto este agujero antes. Abrió sus puertas en el verano de 2018 y ha estado girando mientras el Sol gira, azotando la Tierra con el viento solar aproximadamente una vez al mes

La última vez que nuestro planeta sintió sus emisiones gaseosas, fue el 27 y 28 de diciembre de 2018, los cielos de Alaska explotaron en verde y se observaron "las mejores auroras de la temporada" en Islandia.

El viento solar regresará entre el 31 de enero y el 01 de febrero, lo que traerá consigo una posibilidad de tormentas geomagnéticas tipo G1-glass.

Los observadores del cielo ártico deben estar alertas a las auroras.
La visibilidad debe ser buena, ya que la Luna menguante proporciona un cielo oscuro para la fotografía y la observación a simple vista. 
Alertas de las Auroras: texto SMS , email 
Fuente: Space Weather (Clima Espacial) del 30. enero.2019

Traducción libre de Soca


sábado, 26 de enero de 2019

¿RESUELTO EL MISTERIO DE LA ISLA DE RAPA NUI?



Crédito de la Imagen: Yuri Beletsky Nightscapes . Visitar las fotos de la comunidad EarthSky.

Una nueva investigación sugiere que el antiguo pueblo de Rapa Nui en la Polinesia oriental - conocida hasta el 2018 como Isla de Pascua - construyeron su famosa ahu (santuario) monumento, cerca de fuentes de agua dulce costeros.

La Isla de Rapa Nui es conocida por su elaborada arquitectura ritual, en particular por sus numerosos moai , figuras humanas monolíticas, y ahu, las plataformas monumentales que las sustentaban.

Los investigadores se han preguntado durante mucho tiempo por qué los antiguos pueblos construyeron estos monumentos en sus respectivos lugares alrededor de la isla, considerando cuánto tiempo y energía se requería para construirlos.


Ubicaciones de ahu con estatuas en Rapa Nui. Crédito:Imagen vía PLoS One.

Para el nuevo estudio, publicado el 10 de enero de 2019, en la revista revisada por pares PLoS One , los investigadores utilizaron modelos espaciales para explorar las posibles relaciones entre los lugares de construcción de ahu y los tres recursos más críticos de los isleños: huertas agrícolas, recursos marinos, y fuentes de agua dulce. 
Sus resultados sugieren que las ubicaciones de los ahu se explican por su proximidad a las limitadas fuentes de agua dulce de la isla.

El antropólogo de la Universidad de Oregon Robert DiNapoli es el autor principal del estudio. Dijo en una declaración :Muchos investigadores, incluidos nosotros mismos, han especulado durante mucho tiempo asociaciones entre ahu, moai y diferentes tipos de recursos: agua, tierras agrícolas, áreas con buenos recursos marinos, etc. Sin embargo, estas asociaciones nunca se habían probado cuantitativamente ni habían demostrado ser estadísticamente significativas. Nuestro estudio presenta modelos espaciales cuantitativos que muestran claramente que los ahu están asociados con fuentes de agua dulce de una manera que no están asociados con otros recursos”.


Isla de Rapa Nui, moai orientado al interior. Imagen a través de Ian Sewell / Wikipedia.

Carl Lipo de la Universidad de Binghamton en Nueva York es coautor del estudio. El dijo :El problema de la disponibilidad de agua, o la falta de ella, a menudo ha sido mencionado por investigadores que trabajan en Rapa Nui. Cuando comenzamos a examinar los detalles de la hidrología, comenzamos a notar que el acceso al agua dulce y la ubicación de la estatua estaban estrechamente vinculados.
No era obvio cuando caminaba por ahí, con el agua que emergía en la costa durante la marea baja, uno no necesariamente ve indicios obvios de agua, pero cuando comenzamos a observar las áreas alrededor de ahu, encontramos que esas ubicaciones estaban exactamente vinculadas a lugares donde emerge el agua dulce subterránea, en gran parte como una capa difusa que fluye hacia el borde del agua. Cuanto más mirábamos, más consistentemente veíamos este patrón. Este documento refleja nuestro trabajo para demostrar que este patrón es estadísticamente sólido y no solo nuestra percepción”.

Actualmente, los investigadores solo tienen datos completos sobre el agua dulce para la parte occidental de la isla y planean hacer un estudio completo de la isla para continuar probando su hipótesis de la relación entre el ahu y el agua dulce.

Conclusión: un nuevo estudio sugiere que los antiguos pueblos de la Isla de Rapa Nui construyeron sus enormes monumentos de piedra cerca de fuentes de agua dulce.
Fuente: EARTH SKY Eleanor Imster en El Mundo Humano 20. enero.2019

Leer más:

SOCA - NOTA: Chile en agosto de 2018 (cámara de Diputados), aprobó el cambio de nombre de la Isla de Pascua, por su nombre real aborigen: RAPA NUI, sus habitantes son Rapanuicenses. Así Chile rescata su cultura.



LAS “ATMÓSFERAS CUÁNTICAS” PUEDEN REVELAR SECRETOS DE LA MATERIA


Una nueva teoría propone que las propiedades cuánticas de un objeto se extiendan a una "atmósfera" que rodea al material.


Los diamantes pueden ser capaces de sondear las atmósferas cuánticas de materiales interesantes.
En los últimos años, algunos materiales han demostrado ser un campo de juego para los físicos. 
Estos materiales no están hechos de nada especial, solo partículas normales como protones, neutrones y electrones. Pero son más que la suma de sus partes. 
Estos materiales cuentan con una variedad de propiedades y fenómenos notables, e incluso han llevado a los físicos a nuevas fases de la materia, más allá de las fases sólidas, gaseosas y líquidas con las que estamos más familiarizados.

Una clase de material que entusiasma especialmente a los físicos es el aislante topológico y, más ampliamente, las fases topológicas, cuyos fundamentos teóricos hicieron que sus descubridores obtuvieran el Premio Nobel en 2016.

En la superficie de un aislante topológico, los electrones fluyen suavemente, mientras que, en el interior, los electrones están inmóviles. Su superficie es, por lo tanto, un conductor similar al metal, pero su interior es un aislante similar a la cerámica. 
Los aisladores topológicos han llamado la atención por su inusual física, así como por su uso potencial en computadoras cuánticas y los llamados dispositivos espintrónicos, que utilizan los giros de los electrones y su carga.

Pero tales comportamientos exóticos no siempre son obvios. "No se puede decir fácilmente mirando el material de manera convencional si tiene este tipo de propiedades", dijo Frank Wilczek , físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts y ganador del Premio Nobel de Física de 2004.“Esto significa que una gran cantidad de materiales aparentemente ordinarios pueden albergar propiedades ocultas, aunque inusuales y posiblemente útiles”. 
En un artículo publicado recientemente en línea , Wilczek y Qing-Dong Jiang , físico de la Universidad de Estocolmo, proponen una nueva forma de descubrir esas propiedades: sondeando un aura delgada que rodea el material, algo que han denominado una atmósfera cuántica.

Algunas de las propiedades cuánticas fundamentales de un material podrían manifestarse en esta atmósfera, que los físicos podrían medir. “Si se confirma en experimentos, este fenómeno no solo sería una de las pocas consecuencias macroscópicas de la mecánica cuántica”, dijo Wilczek, “sino que también podría ser una herramienta poderosa para explorar una variedad de nuevos materiales”.

"Si me hubieran preguntado si algo así podría ocurrir, hubiera dicho que parece una idea razonable", dijo Taylor Hughes , un teórico de la materia condensada en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign. Pero, agregó, "me imagino que el efecto es muy pequeño".
Sin embargo, en el nuevo análisis, Jiang y Wilczek calcularon que, en principio, un efecto atmosférico cuántico estaría dentro del rango de detectabilidad.
No solo eso, dijo Wilczek, sino que la detección de tales efectos puede lograrse más pronto que tarde”.

Una zona de influencia
“Una atmósfera cuántica, explicó Wilczek, es una delgada zona de influencia alrededor de un material”. “Según la mecánica cuántica, un vacío no está completamente vacío; más bien, está lleno de fluctuaciones cuántica; por ejemplo, si toma dos placas sin carga y las junta en un vacío, solo las fluctuaciones cuánticas con longitudes de onda más cortas que la distancia entre las placas pueden apretarse entre ellas”.
“Fuera de las placas, sin embargo, pueden caber fluctuaciones de todas las longitudes de onda. La energía en el exterior será mayor que en el interior, lo que resultará en una fuerza neta que empujará las placas juntas, es el llamado efecto Casimir, este fenómeno es similar a la influencia de una atmósfera cuántica”, dijo Wilczek.

Al igual que una placa siente una fuerza más fuerte a medida que se acerca a otra, una sonda parecida a una aguja sentiría un efecto de la atmósfera cuántica cuando se aproxima a un material. 
"Es como cualquier ambiente", dijo Wilczek. "Te acercas a ella y empiezas a ver su influencia". Y la naturaleza de esa influencia depende de las propiedades cuánticas del material en sí.


El antimonio puede comportarse como un aislante topológico, un material que actúa como un aislante en cualquier parte, excepto en su superficie.

Esas propiedades pueden ser extraordinarias. Ciertos materiales actúan como sus propios universos con sus propias leyes físicas, como si comprendieran lo que recientemente se llamó un multiverso de materiales .
"Una idea muy importante en la física moderna de materia condensada es que estamos en posesión de estos materiales, por ejemplo, un aislante topológico, que tienen diferentes conjuntos de reglas", dijo Peter Armitage , un físico de materia condensada en la Universidad Johns Hopkins.

Algunos materiales, por ejemplo, albergan objetos que actúan como monopolos magnéticos , imanes con forma de puntos con un polo norte pero sin polo sur. 
Los físicos también han detectado las llamadas cuasipartículas con carga eléctrica fraccionaria y cuasipartículas que actúan como su propia antimateria , con la capacidad de aniquilarse a sí mismos.
"Parecen muy inocentes, pero de alguna manera se han estado escondiendo en secreto".
Si existen propiedades exóticas similares en otros materiales, podrían revelarse en atmósferas cuánticas. En principio, podría descubrir todo tipo de propiedades nuevas simplemente explorando las atmósferas de los materiales”, dijo Wilczek.

Para demostrar su idea, Jiang y Wilczek se centraron en un conjunto de reglas poco ortodoxas llamadas electrodinámica del axión , que podrían dar lugar a propiedades únicas. 
Wilczek ideó la teoría en 1987 para describir cómo una partícula hipotética llamada axióninteractuaría con la electricidad y el magnetismo. (Los físicos habían propuesto previamente el axión como una solución a una de las preguntas sin resolver más grandes de la física: por qué las interacciones que involucran la fuerza fuerte son las mismas incluso cuando las partículas se intercambian con sus antipartículas y se reflejan en un espejo, preservando la llamada simetría de carga y paridad).

Hasta el día de hoy, nadie ha encontrado evidencia de que existan axiones, a pesar de que recientemente han ganado un interés renovado como candidato para la materia oscura.

Si bien estas reglas no parecen ser válidas en la mayor parte del universo, resulta que pueden entrar en juego dentro de un material como un aislante topológico. "La forma en que los campos electromagnéticos interactúan con estos nuevos tipos de materia llamados aislantes topológicos es básicamente la misma forma en que interactuarían con una colección de axiones", dijo Wilczek.

Defectos de diamante
Si un material como un aislante topológico obedece a la electrodinámica del axión, su atmósfera cuántica podría inducir un efecto revelador sobre cualquier cosa que se cruce hacia la atmósfera.

Jiang y Wilczek calcularon que tal efecto sería similar al de un campo magnético. En particular, encontraron que, si se colocara algún sistema de átomos o moléculas en la atmósfera, sus niveles de energía cuántica se alterarían. 
Un investigador podría medir estos niveles alterados utilizando técnicas de laboratorio estándar. "Es una idea poco convencional pero bastante interesante", dijo Armitage.

Frank Wilczek, un físico del MIT, tomó prestado de su trabajo sobre los axiones para desarrollar la teoría de las atmósferas cuánticas.

Uno de estos sistemas potenciales es una sonda de diamante con características denominadas centros de vacío de nitrógeno (NV). 
Un centro de NV es un tipo de defecto en la estructura cristalina de un diamante donde algunos de los átomos de carbono del diamante se intercambian por átomos de nitrógeno, y donde el punto adyacente al nitrógeno está vacío. 

El estado cuántico de este sistema es altamente sensible, lo que permite que los centros NV detecten incluso campos magnéticos muy débiles.
Esta propiedad los convierte en sensores potentes que se pueden usar para una variedad de aplicaciones en geología y biología.
"Esta es una buena prueba de principio", dijo Hughes. “Una aplicación”, agregó, “podría mapear las propiedades de un material. Al pasar un centro de NV a través de un material como un aislante topológico, puede determinar cómo sus propiedades pueden variar a lo largo de la superficie”.

El artículo de Jiang y Wilczek, que han enviado a Physical Review Letters, detalla solo la influencia atmosférica cuántica derivada de la electrodinámica del axión. “Para determinar cómo otros tipos de propiedades afectan una atmósfera, dijo Wilczek, tendrías que hacer diferentes cálculos”.

Rompiendo simetrías
Fundamentalmente, las propiedades que desenmascaran las atmósferas cuánticas son las simetrías.
Las diferentes fases de la materia, y las propiedades únicas de una fase, pueden considerarse en términos de simetría.

En un cristal sólido, por ejemplo, los átomos están dispuestos en una red simétrica que se desplaza o gira para formar un patrón de cristal idéntico. Sin embargo, cuando se aplica calor, los enlaces se rompen, la estructura reticular se colapsa y el material, ahora un líquido con propiedades marcadamente diferentes, pierde su simetría.

Los materiales pueden romper otras simetrías fundamentales, como la simetría de inversión temporal que obedecen a la mayoría de las leyes de la física. O los fenómenos pueden ser diferentes cuando se miran en el espejo, una violación de la simetría de paridad.
Fuente QUANTA Magazine [Física Cuántica]

Traducción libre de Soca


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