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N.14
Una publicación del Geoscience Research Institute (Instituto de Investigación de Geociencia) Estudia la Tierra y la Vida: Su origen, sus cambios, su preservación
LOS SEDIMENTOS BIOGENETICOS EN EL OCEANO. ¿REQUIRIERON MILLONES DE AÑOS? (conclusión) Por el Dr. Ariel Roth Oír. Geoscience Research Institute La diversidad de los sedimentos que en· contramos sobre el fondo del océano profundo tienen fuentes de origen muy diversos. Un poco menos de la mitad del suelo oceánico está cubierto por una arcilla fina. Aunque a veces se la llama la "arcilla roja" por causa de su color, no siempre es roja. Esta arcilla se origina en los continentes o mediante el vulcanismo submarino. Cuando el 30% o más de los sedimentos están formados por caparazones y conchas de microorganismos marinos, se los llama limos. Aproximadamente la mitad del suelo del océano profundo está cubierto por limos carbonatados de colores claros, se componen principalmente de carbonato de calcio y contienen abundancia de conchuelas microscópicas que son las que más interesan el estudio en este articulo. Estos depósitos ricos en conchue~ las, producidas por plantas y animales microscópicos que viven cerca de la superficie del océano, cubren aproximadamente una cuarta parte de nuestro planeta. Cuan~ do estos organismos mueren, las conchas se hunden hasta el piso oceánico. Una concha grande de foraminífero (0,15 milimetros) toma unos diez días para hun~ dirse hasta el fondo; las más pequeñas aún mucho más. Un gran número de conchiIIas se disuelven antes de llegar al fondo oceánico. Si toda el agua fuera retirada del océano, uno se sorprendería al ver las cimas de las montañas submarinas y sus flancos cubier~ tos de un depósito blancuzco de carbonato que incluye muchas conchillas
Los anillos de Urano vistos desde e/lado de sombra. Con 96 segundos de exposición las estrellas han dejado trazos blancos. Vea página 6. (Cortesía de NASA)
microscópicas, mientras que las cuencas más profundas del océano, de alrededor de cinco mil metros bajo el nivel del mar, estarían cubiertas con sedimentos arcillosos más oscuros, Esto daría una cierta apariencia similar a las montañas en el continente con sus cimas cubiertas de nieve hasta cierto nivel. Consecuentemente el nivel en el océano debajo del cual están ausentes generalmente los depósitos carbonatados, ha sido muchas veces denominado " la línea de nieve". Más apropiadamente ha sido llamado la profundidad de compensación de la ca/ci· ta, y es la profundidad a la que la velocidad de disolución del carbonato de calcio de las conchas excede la acumulación de calcio de los caparazones que caen de arriba. Una parte menor del suelo oceánico (aproximadamente un séptimo), se cubre con limo silícico, que se encuentra más abundantemente en altas latitudes. Estos limos se componen de la abundancia de conchuelas secretadas por plantas
microscópicas que se reproducen rápidamente, las diatomeas, y por animales microscópicos llamados radiolarios. Sus conchuelas, que se componen principalmente de sílice (SiO,) se contrastan fuertemente con la conchilla carbonatada mucho más abundante (CaCO,) mencionada arriba. Los restos de los esqueletos de muchos tipos de organismos se encuentran en los depósitos carbonatados del fondo oceánico. Muchas veces se los llama a estos depósitos, limos foraminíferos, debido a la alta proporción de conchas de foraminíferos que contienen; sin embargo, éstas no necesariamente dominan los depósitos. Tres de los tipos principales de organismos que producen conchas carbonatadas serán considerados aquí. Los foraminíferos que producen estas conchas se llaman foraminiferos planctónicos, porque viven en los océanos abiertos. Generalmente producen una concha de una fracción de un milímetro de diámetro Ciencia de los Orlgenes 1
y que a menudo consiste de varios lóbulos o cámaras (figura 1 a). Un segundo grupo de mayor importancia son las plantas llamadas coccolitoforas. Esta algas pardas producen plaquitas microscópicas de aproximadamente un centésimo de milímetro de diámetro y que se llaman coccolitos (figura 1b). Cada coccolitofora puede secretar entre doce y cien coccolitos que forman un escudo sobre la parte exterior del organismo. Un tercer grupo de menor importancia son los pteropodios que son mucho mayores (1 a 2 milímelros) y son moluscos similares al caracol (figura 1c). Aunque los limos de pleropodios son muy interesantes, se calcula que cubren menos de un porcienlo del fondo océanica y por lo tanto no los consideraremos aquí en detalle. Un dato básico que se necesita para calcular elliempo requerido para producir todos los sedimentos carbonatados, es la cantidad de sedimentos que hay en la actualidad. Se sabe que grandes porciones de los sedimentos submarinos tienen menos que 2% de carbonatos (Kennett 1982, pg . 461). No hay figuras exactas, pero se pueden sugerir estimados razonables. Es necesario usar promedios porque las corrientes marinas pueden transportar estos restos a grandes distancias y acumularlos en diferentes espesores. En los fondos marinos actuales predominan limos foraminíferos, aunque parece que en el pasado no fue así. Sramlette en 1958 demostró que por lo menos en el Océano Pacifico, la producción de coccolilos lue mayor que la de los foraminíferos duranle la era Terciaria. Otra irregularidad es que en el Océano Atlántico la capa sedimentaria es generalmente de más espesor que en el Pacífico y tiene menos áreas de "limos rojo". De un promedio de 400 melros de espesor, unos 200 metros son de "limo rojo" y os otros 200 metros son limos carbonatados. De estos úIIimos, unos 100 metros serían esqueletos de coccoJitos y otros 100 de foraminíferos. Estos datos ya no nos obligan a explicar la existencia de miles de metros como antes se suponía, sino de un centenar de metros, pero debido al tamaño microscópico de los caparazones aún este espesor desafía un modelo de rápida sedimentación. Aunque parezca extraño, la productibilidad biológica no parece ser un factor limitan te. Se trata de algunos organismos de la más rápida reproducción conocida. En las capas superficiales del océano estos organismos que secretan carbonatos en condiciones óptimas podrían producir todos los carbonatos hallados en el fondo del océano, probablemente en menos de uno o dos milenios. Por ejemplo, si se postula una elevada concentración de foraminíferos de duplicación de 3,6 días y un promedio de 10000 foraminíferos por gramo de carbonalos (Serger 1976, pp. 273,298,299), la capa superior de océano de unos 200 metros produciría 20 gramos de carbonatos por centímetro cuadrado por 2 Ciencia de los Origenes
MICROCONCHAS
a Foraminífero IX 120)
año, o sea 100 metros en 1000 años. En condiciones actuales, no se conservaría todo lo producido, pues como se ha indicado más arriba, hay disolución de carbonatos debajo del Nivel De Compensación de Calcita. Se podría duplicar el tiempo sugerido a fin de compensar por la disolución si suponemos que el Nivel De Compensación fuera igual en el pasado. Por otro lado, un aumento de produción tendería a bajar el Nivel De Compensación y esto favorecería )a proporción preservada (Berger 1976, p. 308). Si consideramos la producción que se realiza debajo de los 200 metros, se acortaría el tiempo de descenso al fondo y se aumentaría la proporción preservada de ser disuelta. Aunque los foraminíferos planctónicos han sido muy estudiados, los ciclos naturales son poco comprendidos. Algunos sugieren períodos de vida corta, a sólo pocos dias, y con gran potencial de reproducción . Bé et al. (1977) anotó que una célula madre de Globigerionoides saccufifer hallada cerca de las Sermudas produjo 280 000 gametos durante su gametogénesis de unas trece horas. Spindler et al. (1978) reportó cifras similares para Hastigerina pelágica y Sé et al. (1977) informó en el laboratorio, la formación de camáras conchíferas en unas pocas horas. Las Coccol itosforas pueden reproducirse más rápidamente que los foraminiferos , y "pertenecen a las algas planctónicas de más rápido crecimiento" (Paasche 1968), y a veces se multiplican a razón de 2,2 divisiones por día. Si uno asume que un coccolito por término medio tiene un volumen de 22x10- 12 cm:!. (Honjo 1976), y aceptando dos divisiones por día con una densidad de dos gramos por cm'. para los sedimentos, se llega a la posible producción de 54 cm. de espesor de CaCO por año. En otras palabras, es posible prÓducir los 100 metros de coccolitos existentes en el fondo del mar en menos de 200 años, teóricamente. Si suponemos las mismas condiciones en el pasado para la disolución de las conchas de foraminíferos , podríamos aun duplicar el tiempo requerido para producir los sedimentos y hacer entrar otros factores que extendieran más el tiempo de produc-
b Coccolilo IX 400)
e Pleropodio IX 30)
ción , y aún asi, agregando todos los factores posibles, todavía unos miles de años da harto tiempo para producir la capa carbonatada del mar debido al potencial biológico de producción . Se debe indicar con claridad que las cifras anteriores son las óptimas, pero no representan las cifras actuales de producción. Representan el potencial biológico de estos organismos. Entre un sitio y otro hay mucha variación, y las cifras dependen de los métodos de análisis. Algunos de los estudios recientes (Hunjo et al 1982, comunicación oral , reunión de la Soco Amer. de Geologia 1984) sugieren que en varias localidades del mar la deposición de carbonatos varía entre 25 y 250 miligramos por metro cuadrado por dia. Esto seria varios miles de veces menos que las cifras dadas arriba. Aunque estas últimas cifras parecen indicar un desacuerdo con la edad dada en las Sagradas Escrituras, se debe indicar que la falta de información precisa sobre producción de conchas, el desconocimiento del potencial de producción en el pasado, y la intensificación de nutrientes que podrían aparecer como resultado de catástrofes, son factores que deben ser considerados en el modelo biblico. Hay, en general, acuerdo de que la tasa de producción de carbonatos por organismos marinos al comparar la sedimentación en ciertas áreas protegidas con la de las eras geológicas de millones de años, indicaría una producción de cinco a diez veces más de lo que aparece como el promedio de acumulación sobre el piso oceánico (Serger 1970, Kennett 1982, p. 459). Esta tasa de acumulación se basa en la cantidad de calcio carbonatado o calcio jónico alimentado por los ríos al sistema oceánico. Los ríos son las fuentes finales de minerales para los océanos. Los ríos sólo llevan un lOa 20% de los carbonatos que se calcula que los organismos producen en la actualidad. Esto se explica por el hecho de que la mayor parte del carbonato depositado es disuelta y luego reutil izada por el sistema para producir nuevas conchas . Esta diferencia sugiere que los ríos ahora llevan menos al mar de lo que hacían en el pasado, y que todavia no se ha llegado al equilibrio. Es acepta-
do que el lento transporte del calcio llevado por los ríos al mar en la época presente es un factor que limita la producción de esqueletos carbonatados y su preservación en el océano. Cuando deseamos evaluar la cantidad
de carbonato conchifero en el fondo del océano y ver si desafia la validez de las Escrituras, se debe tomar en cuenta que para probar cualquier modelo hay que tomar en cuenta toda la estructura del modelo, y en el caso del modelo bíblico hay que incluir el diluvio global y todos los cambios dramáticos en los ciclos sedimentarios de ta Tierra. Sería entonces de mayor sig-
nificado el agregado de los iones de calcio a la hidrosfera como resultado de la erosión del ambiente continental y marino. La mayoria de los modelos del diluvio suponen que el carbonato carecería mayormente de carbono catorce (C-14) , lo que daría edades muy elevadas para los sedimenlos producidos durante el diluvio e inmediatamente después de la catástrole. El desequilibrio producido se reflejaría en elevadas tasas de erosión continental que durarían varios siglos mientras se produciría el reajuste . También los carbonatos que se hubieran sedimentado podrían ser disueltos de nuevo y recirculados por organismos que secretan conchas. Después de una catástrofe se esperaría más altas tasas de producción por foraminíferos y coccolitoforas debido al aumento de nutrientes por la destrucción de la biota y la solución de minerales. Actualmente se observa mayor producción en regiones de alta concentración de nutrientes (Berger 1979, Kennett 1982, p. 462). Bajo las debidas condiciones se producen notables incrementos de microorganismos marinos como ocurre en los " florecim ientos" del plancton en las " mareas rojas ". Como ejemplo citaremos la bioluminiscencia de protozoarios en la Bahía de las Ostras, Jamaica, que durante los " florecimientos " pasa de 100000 por lilro a 10 000 000 por litro (Seliger et al 1970). Las razones por estos " florecimientos" son mayormente desconocidas, pero se sugiere que incluyen la lurbulencia del mar, el vi en lo (Pingree et al. 1977), la descomposición del pescado (Wilson y Collier 1965), nutrientes que traen las aguas de los ríos, el surgimiento de aguas profundas, y la temperatura (Ballantine y Abbott 1957). Algunas de estas condiciones aparecieron muy incrementadas en casos de catástrofes como el diluvio global, y favorecerian la rápida producción de esqueletos carbonatados de microorganismos. Los desperdicios de algunos grandes criaderos de patos en la Bahia Moriches , Nueva York, han sido culpados por la producción tan alta de fitoplancton en la bahía que ha llegado a 10 000 000 000 por litro. Por otro lado, si se limitara la entrada de iones de Ca, el aumento de CO proveniente de materias en descomposición
favoreceria la disolución del carbonato y retrasaria la acumulación. El cuadro total es mucho más complicado de lo que podemos abarcar en este artículo. Una palabra de cautela debe darse con respecto al conocimiento que se posee sobre este asunto. Tenemos mucho que aprender sobre el origen de los sedimentos en el fondo oceánico. P.H. Kuenen (1950, p. 351) nos indica que la cifra dada previamenle en este estudio, de 100 metros como promedio, puede ser muy exagerado. Es posible que las tasas de producción hayan sido subestimadas. En lo que se refiere a las conchas de Pteropodios en el Pacifico Norte, Whitfield (1984) dice que "el flujo de conchas carbonato cálcicos desde la superficie hacia los fondos de los océanos ha sido calculado muy por debajo de la realidad ." También , debido a
técnicas pObres de muestras, no tenemos buenas cifras de la abundancia de estos organismos. El procedimiento más comúnmente aplicado es el uso de redes finas , que por ser de malla muy grande, Kennelt (1982, p. 543) cree que muchos ejemplares de los foraminíferos se pierden. Berger (1976, p. 294) sugiere que la extensa gama de datos (10') dados para las concentraciones de foraminíferos puede deberse mayormente a diferencias en las técnicas usadas para obtener muestras. El afirma, "increiblemente , se dan informaciones a veces de concentraciones . . . sin especificar el tamaño de la malla usada para filtrar el agua; cifras tales esencialmente no tienen valor." También indica que la investigación revela que los valores del fitoplancton son "considerablemente más Cont. p.
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UNA MARAVILLOSA INGENIERIA: LA HOJA Por Engracia A. Rasa, Opto. de Biologia, Colegio Superior de las Filipinas Probablemente no haya en la tierra un perta fácilmente reconoce la planta por sus hojas. objeto común y visible tan poco entendido, como la hoja. Sin embargo la hoja realiLa herencia cumple un papel importante za una función de extraordinaria en la formación de la hoja. El guayabo importancia-la de producir alimento, vessiempre tendrá hojas de guayabo con la tido y abrigo para el hombre y el animal. misma superficie rústica , forma ovalada, Aun los biólogos a menudo dejan de arreglo en oposición, y nervaduras elevadas y entrecruzadas. apreciar la maravillosa obra del Creador al realizar la ingenieria de la hoja para La función básica de la hoja es la producir alimento mediante el proceso de manufactura de azúcares o fotosíntesis. No la fotosintesis . obstante, algunas hojas como las de repoLa hoja de cada árbol, arbusto o hierba llo, almacenan alimento yagua. Las hojas da a la planta " personalidad". No hay dos de Begonias y Briófilas pueden caer a tiehojas idénticas. Sin embargo las caracrra para dar ralees y brotes como medio teristicas de las hojas de una determinade reproducción. Las hojas de las plantas da especie se parecen tanto y son tan constantes, que aún un observador no exCon!. p. 4
Figura 1. Una sección de la hoja. Imágenes micrográficas que muestran la epidermis superior e inferior , la mesofi· la y las venas. Ciencia de los Orfgenes 3
Sedimentos
viene de p. 3.
elevados si se usan filtros de membrana en lugar de mallas finas", pero que aún las membranas dan cifras "muy inferiores" a las técnicas de decantación. En conclusión, se puede afirmar que el espesor de la capa de conchuelas de microorganismos en el fondo marino es considerablemente menor de lo que se propuso anteriormente. Las tasas actuales de producción parecen ser muy bajas, pero el potencial biológico para la producción abundante es enorme. Los factores que limitan la rápida producción, tales como la pobreza de fuentes de carbonatos y nutrientes, podrian cambiarse en una catástrofe global como ser el diluvio descrito en Génesis. De los datos que se pueden obtener, algunos son escasos y otros son de baja calidad. Debido a los factores mencionados, las conchuelas microscópicas que sedimentan el fondo del océano no parecen invalidar en nada la confianza que se puede tener en el relato del Génesis sobre orígenes.
La Hoja . .. viene de p . 3
insectívoras, como el atrapamoscas Venus, el "jarrón", etc. son trampas para insectos que serán usados, después de su descomposición, como alimento. La anatomía de la hoja nunca ha dejado de intrigarme. Cuando enfoco una sección de cualquier hoja bajo el microscopio compuesto, observo la maravillosa obra de ingeniería del Creador. Un estudio de la relación entre la anatomía de la hoja y la fotosíntesis revela infinidad de rasgos notables. Las siguientes ilustraciones ayudarán a aclarar los elementos anatómicos: La epidermis superior está cubierta de cutícula, una sustancia grasosa que impermeabiliza la hoja. Aun después de fuertes lluvias se puede sacudir la hoja y ésta queda seca. La epidermis interior también se cuticuliza, pero posee además numerosas pequeñas aberturas llamadas estomas (figuras 1 y 2). Estos sirven como pasajes de aire hacia el exterior de la hoja.
Los estomas se hallan en la parte inferior de la hoja por una buena razón físicaprotegerlos de las particulas de polvo y otros materiales que podrían taparlo. Los estomas, para su protección, no permanecen siempre abiertos. En la figura 2 se observa que el estoma tiene dos células guardianes que a su vez están rodeados por células epidérmicas. El proceso de abrirse y cerrarse un estoma involucra la física, la química y la fisiología. He aquí el proceso de funcionamiento: a excepción de las guardianes, las células epidérmicas no contienen cloroplastos, los cuerpos verdes con clorofila para la fotosintesis . Las células guardianes tienen cloroplastos y por lo tanto pueden fotosintetizar -inciar la producción de azúcares cuando hay sol. Cuando estas células producen azúcar por el proceso de fotosíntesis, la presión osmiótica de la célula aumenta, y supera la presión de su célula epidérmica vecina. Así el agua de la célula vecina penetra en la célula guardián y ésta se hincha. Como la
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Figura 2. Visla de la superficie de la epidermis inferior. (Cortesia del laboratorio microbiológico de Las Filipinas).
pared de la célula que da hacia el estoma es endurecida con cutícula, la dilatación de la célula se produce en la cara opuesta al estoma (figura 1) Y como consecuencia el estoma se abre. Al abrir permite la entrada de bióxido de carbono que la hoja necesita para producir azúcar, y también deja escapar el oxígeno que es subproducto de la fotosíntesis. Cuando la luz disminuye, disminuye el azúcar, y el estoma se cierra para evitar la pérdida innecesaria de agua. ¡Un mecanismo maravilloso! La mesófila ilustra otro tipo maravilloso de ingeniería que incrementa [a fotosíntesis. En la figura 1 se observa su composición de largas células de la empalizada y otras células esponjosas cortas. Ambas células se llaman c1orénquima, por combinación clorofila (pigmento verde) con parénquima (célula de paredes delgadas). Dentro de la clorénquima se hallan los cloroplastos. Cuando la luz incide en la
molécula de clorofila, ésta capta parte de la energía de la luz y la convierte, mediante varios pasos coordinados, en un ligado guímico de energía. Este ligado se usa entonces para convertir bióxido de carbono yagua en azúcar. Es increíble como la molécula de clorofila puede realizar esto, mientras los otros componentes de la hoja no pueden hacerlo. Además las hojas han sido diseñadas planas y delgadas para que el rayo del sol pueda penetrar su tejido en tal forma que todas las moléculas de clorofila puedan recibir la luz durante el proceso de fotosíntesis. La fórmula siguiente podrá ayudar a entender la interrelación, FOTOSINTESIS: CO, + H,O
CIOr~!ila
Azúcar +
o,t
Como se ha indicado, el agua y el bióxido de carbono del aire son materias primas para la fotosíntesis. El aire normal contiene
sólo unos, 0,03% de bíóxido de carbono. Para poder contener el aire necesario, la hoja fue creada "aireada". ¿Cómo? Véase figura 1. Las células de la empalizada literalmente cuelgan de la epidermis dejando espacio de aire entre ellas en tal forma que el aire circula por todas las partes interiores de la hoja. De manera similar, las células esponjosas están llenas de sacos de aire como indica su nombre. La circulación de aire dentro de la hoja provee a ésta del bióxido de carbono. Se puede mostrar la necesidad de bióxido de carbono durante la fotosíntesis si se tapan los estomas con vaselina. Esta impide la entrada de aire y la hoja deja de realizar la fotosíntesis. La hoja tratada así pronto perderá toda su azúcar. El arreglo de las venas en la hoja es uno de los rasgos característicos. Cuando se observa la parte externa de la hoja con lente de aumento, se nota una estructura entrelazada de vasos como una red de caminos. Bajo el microscopio compuesto, la sección paradérmica de la hoja muestra un enorme número de vasos entrelazados que se relacionan íntimamente con las células mesófilas (figura 3). Estas venas internas no sólo abastecen la mesófila con agua como materia prima, pero proveen también un tejido que atrapa el azúcar que produce la fotosíntesis. Los vasos distribuyen el azúcar donde es necesario para alimento o como material de construcción, o lo llevan a otros órganos que lo resintetizan como alimento de reserva. Se puede en parte, tener una idea de la cantidad de azúcar que el total de plantas en la tierra fotosintetizan si nos imaginamos la cantidad de material que usan todos los organismos vivos que dependen de plantas para su alimento vestido, y abrigo. Es dificil concebir la enorme masa que representa. Agreguemos que todo el carbón y petróleo de la tierra originalmente han derivado de las plantas.
Como se indica en la flecha de la ecuación, el oxígeno es liberado a la atmósfera. Las plantas contribuyen así al oxígeno que es necesario para la vida animal. ¿Cómo equilibra el Gran Ingeniero Químico el número de plantas, la fotosíntesis, y la respiración, para que el oxígeno en [a atmósfera se mantenga constante? Demasiado oxigeno en la atmósfera produciría un aumento del peligro de incendio, la carencia de oxígeno sofocaría los organismos, o su actividad se limitaría. Este hecho parece indicar la obra de un Maestro diseñador. Las hojas representan un gran número de órganos en un árbol. Al arrancarlas en grandes cantidades se producen heridas que causan enfermedades y aún la muerte. ¿Qué entonces de los árboles que píerden sus hojas cada año? Mucho antes de la caída natural de las hojas, un tejido protector llamado zona de abscisión se forma en la base de la hoja que evita el trauma de su caída (figura 4). La arquitectura de la mayoría de los árboles de hojas caducas es tal que si no perdieran estas hojas la nieve se acumularía en invierno y dañaría seriamente el árboJ. En su conjunto la hoja es una realización maravillosa de creación, tanto por su estructura anatómica como por sus relaciones fisiológicas . Quienes crean en el desarrollo por el azar encuentran muy difícil explicar cómo las estructuras anatómicas de la hoja hayan podido asociarse tan perfectamente en un orden determinado para realizar una fotosíntesis tan eficiente. Sin duda que cuando David declaró: "Cuando veo tus cielos, obra de tus dedos, la luna y las estrellas que tú formaste, digo; ¿qué es el hombre para que tengas de él memoria ... ? .. . ¡Cuán grande es tu nombre en toda la tierra " (Salmo 8:3,4,9), ' lo mismo hubiera expresado si hubiera podido ver la arquitectura de la hoja bajo e[ microscopio o visto la fotosíntesis.
Figura 4. Zona de abscisión
Conferencia Internacional Sobre Creacionismo En la Universidad Duquesne de PiUsburgh , USA, se anuncia una Conferencia con valor académico para universitarios en agosto 4-9. Llama la atención este surgimiento de interés en creacionismo en los círculos universitarios. Como lo anuncian sus encargados: "La ciencia de la creación es una disciplina que se levanta a su estatura independiente en la década de los 80. La explosión de conocimiento ha provisto a la ciencia con una riqueza de nuevos datos, que en su mayoría apoya al modelo de la creación ." Veintisiete científicos reconocidos presentarán papeles sobre variados temas que se relacionan con el creacionismo, pero especial peso se dará a la edad de la Tierra y métodos de datación. Dos miembros de Geoscience han sido invitados a exponer sus investigaciones.
Los pequeñísimos tubos testiculares en un ser humano masculino, si se los extendiera podrían cuadruplicar la altura del mayor rascacielo. Producen al día hasta medio millón de espermatozoos.
Figura 3. Venas y MeSÓfi1a.
Pez Hielo. El pez hielo no tiene corpúsculos rojos en la sangre y por eso puede resistir la congelación en los hielos de la Antártida. Pero si la Antártida bajara 2° centígrados su temperatura, no sobreviviría ningún organismo actual conocido. Ciencia de los Origenes 5
NOTAS DE CIENCIAS -
O.A.
VOYAGER 2 EN URANO Un Encuentro Lleno de Sorpresas La increíble hazaña de "Voyager (viajero) 2" lanzado en 1977 cumplió una etapa más de su "Gran Tour del Sistema Solar", su encuentro con Urano el 24 de enero de 1986, fue celebrado por NASA, la Universidad Cal-Tech y la Sociedad Planetaria a través de un simposio el 24 de enero, y una "vigilia" de 9 horas de observación de imágenes del sistema de Urano que transmitió la nave espacial el día 25. Nadie creía que después de casi nueve años en el espacio, y de recorrer tres mil millones de km. Voyager cumpliría su mi· sión en Urano aún con mejor rendimiento que en Saturno hace 4 años. Esto fue posible gracias al trabajo de reacondicionamiento que efectuó el equipo técnico durante los últimos tres años, modificando la recepción y transmisión de su computadora desde la Tierra a través de millones de kilómetros y arduo trabajo. El Simposio Para el simposio se reunieron cinco de los cerebros más esclarecidos de la ciencia física astronómica. El Dr. Carl Sagan, profesor de astronomía y director del Laboratorio de Estudios Plantetarios de la Universidad de Cornell , autor de varios libros, entre ellos el tan conocido Cosmos, actuó de moderador de los panelistas. Los panelistas fueron : El Dr. Freeman Dyson , profesor de Física avanzada en la Universidad de Princeton, conocido como uno de los cerebros de más imaginación científica. Expuso sus ideas de los futuros viajes espaciales, 1) naves espaciales cultivadas biológicamente, más bien que construidas , 2) computadoras con inteligencia artificial, 3) naves movidas por energía eléctrica solar. El Dr. Michael Hoskin ; jefe del Dpto. de Historia y Filosofía de la Ciencia de la Universidad de Cambridge . Autor de la Historia de la Astronomía, y de Herschel y la Construcción de los Cielos. Presentó la actuación de Herschel en el descubrimiento de Urano. El Dr. Bruce Murray, vicepresidente de la Sociedad Planetaria, ex director de JPUNASA, y profesor de Ciencias Planetarias del Instituto de Tecnologia de California, fue el primero que aplicó la televisión a la sonda de Mariner 4, y dirigió el equipo científico encargado de las imágenes de las naves espaciales posteriores. 6 Ciencia de los Origenes
Delineó los planes y las posibilidades de los futuros viajes interplanetarios. El Dr. Edward Stone es el Científico Proyectista de la Misión de los Voyager y ha coordinado los once equipos que desde 1977 estudiaron Júpiter, Saturno y Urano. Explicó las tareas científicas realizadas desde Tierra para mejorar la capacidad del Voyager 2 para cumplir su espectacular misión. Presentó un anticipo de las imágenes que se estaban recibiendo en el Laboratorio de Propulsión de NASA. El simposio concluyó con una sesión de preguntas del auditorio, todas ellas muy esclarecedoras, pero por razón de espacio, sólo mencionaremos la última porque se relaciona con orígenes. Una mujer, aparentemente profesora de ciencias dijo: " En los últimos años hemos asistido a la explosión del conocimiento acerca de la composición de los elementos de nuestro sistema solar, asteroides , meteoros, cometas, lunas y satélites, anillos, atmósferas, todos ellos distintos, ninguno igual, ¿cómo es posible que todos ellos, rocas densas, rocas eruptivas, rocas gaseosas, hielo, atmósferas de muy diversas combinaciones de gases, anillos de material distinto al planeta y a sus lunas-toda esta diversidad haya originado de lo que creemos una sola masa cósm ica o nebulosa protosolar? " Hubo un silencio de espectativa. Los panelistas se miraron unos a otros. Sagan no indicó, como en los casos anteriores, quién debia responder ... Finalmente el Dr. Murray dijo, " Señora, Ud . ha hecho la pregunta más dificil para un astrónomo del espacio y quizás para todo científico. Es la pregunta con la cual luchamos todos los que investigamos el origen del sistema solar y a pesar de todo el estudio estamos tan lejos de la respuesta como cuando comenzamos." Sagan asintió con la expresión del rostro, y otro del panel acotó: " No sólo no sabemos la respuesta, pero quizás la ciencia nunca la sabrá. " Hubo un largo aplauso y con esto el simposio llegó a su fin . Las Imágenes de Urano El siguiente dia desde temprano una larga fila esperó que se abrieran las puertas del auditorio. Paradógicamente el planeta menos espectacular atrajo mucho más interés que el despliegue de colores de Saturno en 1981 . De las 8:00 de la mañana hasta las 8:00 de la tarde un auditorio repleto indicó cómo ha aumentado el in-
terés del público en los descubrimientos planetarios. A medida que el laboratorio de NASA procesaba las imágenes, éstas eran reflejadas en la enorme pantalla, mientras uno por uno los jefes de secciones iban explicando por turno los detalles de la imagen y la importancia de cada nuevo descubrimiento que la imagen revelaba , así también los hallazgos de los instrumentos que medían gases , espectros, temperaturas , intensidad luminosa, gravedad , magnetismo, rayos ultravioletas e infrarrojos, etc. , datos que por millones iban acumulándose en los registros de las cintas magnéticas . A veces las explicaciones se detenían y eran reemplazadas por sólo interjecciones de asombro ante novedades inexplicables B" ¿Y esto? " ... "¡Increíble! " .. . " ¡ni lo imaginábamos!" . . . " Saturno nos sorprendió, pero Urano, el planeta sin rasgos distintivos y sin relieve , nos está asombrando más." Antes de Voyager 2 sabiamos algunas Gasas de Urano. Sabíamos que su eje está inclinado 98°con respecto al plano de su órbita, quiere decir que gira casi acostado sobrer el plano de su órbita con sus polos hacia el sol (42 años nuestros, el polo sur hacia el sol , luego 42 años el polo norte), eso hace que su rotación y la de sus lunas sean retrógradas (inexplicable si la teoria de Laplace fuera cierta); esto también hace que el ecuador sea más frío que los polos. Sabiamos también que tenia cinco lunas, pero de su apariencia y composición sólo podíamos conjeturar. En la última década también fueron hallados 9 anillos muy tenues y oscuros. Se suponía que giraba sobre su eje, pero no se conocía el largo del día. No se sabía si poseía un campo magnético como los otros planetas. Su diámetro es 4 veces el de la Tierrra y su masa casi 15 veces la terrestre. El espacio no permite detallar todos los increíbles datos nuevos que el pasaje de Voyager por el sistema de Urano proporcionó al equipo científico de NASA, pero permítase me resum ir algunos de los más salientes. -Voyager descubrió 10 lunas nuevas , todas interiores a la órbita de Miranda. Dos de ellas, la 1986U7 y 1986U8 son "pastores o custodios" , una exterior y otra interior del anillo exterior, Epsilon. Todavía no se les ha dado nombres propios. El que tenga interés, envíe sus propuestas. En los últimos momentos de Voyager se alcanzó a reorientar la máquina (tarda casi tres horas a casi la velocidad de la luz para hacer llegar el mensaje de Tierra a Urano) y enfocar una pequeña luna, la 1985Ul, distante 1 millón de km. Resultó ser una esfera negra como el carbón , de unos 160 km . de diámetro (reflectibilidad 5%) con indicios de cráteres. La Atomósfera La atmósfera de Urano fue muy investigada y hallaron que se componía prin-
cipalmenle de hidrógeno molecular (H) e hidrógeno atómico (H). Se había predicho que posiblemente la mayor parte de la atmósfera era hello, sin embargo tiene sólo un 12% de helio (He)' Esto no era espera-
do, pues Saturno tiene mucho menos. Naturalmente con una atmósfera tal, aun descontando su falta de calor y de oxígeno, no habría aliento para vida del tipo terrestre . También fueron halladas nubes de hielo de metano, una de ellas con 4 000 kilómetros de extensión . Mediante ellas se determinó el largo del día que resultó ser 16,8 horas. El metano en la atmósfera es el que da a Urano su color azul verdoso , pues absorbe las ondas rojas e infrarrojas. La Temperatura
Otra sorpresa fue encontrar, en contraste con la Tierra, que la temperatura era cas i uniforme, unos 64°Kelvin (20goC bajo Cero); una franja entre latitudes 10 0 y 40 0 era de 62°K. La sorpresa mayor fue encontrar que el polo sin sol (el Polo Norte).
era un poco más caluroso que el polo bañado por el sol. Se halló también una zona alta de la atmósfera, la lonósfera con temperaturas alrededor de 1000° K. (727°C) .
La Electroluminiscencia Se había detectado una electroluminiscencia en Júpiter y Saturno, pero no había sido reconocido como un nuevo proceso de luz hasta que fue hallada con mayor intensidad en Urano. Se debe a electrones de baja energía en la magnetosfera. Este nuevo estado de luz no es entendido aún. Se esperaba también grandes despliegues de auroras, pero sólo se halló una débil aurora polar. El Campo Magnétíco y la Magnetosfera Uno de los dos descubrimientos más inesperados fue el campo magnético con su eje inclinado 55°con el eje de rotación de Urano. Esto había desconcertado varias veces a los que buscaban elementos para fijar el largo del día de Urano. ¿Por qué no eran los ejes cercanamente coincidentes como en los otros planetas? Es un misterio no resuelto aún. Por la fuerte inclinación del eje magnético, con cada rotación del planeta la magnetosfera bambolea como un carro con una rueda ovalada, o como una peonza que está por caer. La fuerza magnética es 50 veces la de la Tierrra. Este descubrimiento aumenta la creencia de los hombres de ciencia que Urano tiene un material conductor en su interior que llaman " Dinamo". Para algunos su estructura seria aproximadamente la siguiente: -Un núcleo de silicatos densos de unos 1300 km. -Un océano liquido (mayormente agua o hielo) de 800 km . - Una atmósfera exterior de 11 000 km . de hidrógeno y helio . Los Aníllos A los nueve anillos conocidos se agregó un anillo, el décimo, entre el anillo exterior Epsilon y el anillo Delia, pero cuando
la nave llegó a su mayor acercamiento aparecieron centenares de anillos muy tenues entre estos anillos mayores . Muchas son las incógnitas no resueltas acerca de los anillos. ¿Por qué son tan angostas y de tan poco espesor? Epsilón, el más grande, tiene sólo 43 km . de ancho y termina con un espesor en filo de sólo 50m. Gama tiene sólo 600 m . de ancho. Los anillos de Júpiter y Saturno tienen sus componentes (los trozos de hielo) del tamaño promedio de una canica , o granizo, con mucho material de polvo fino de hielo debido a los continuos choques que se producen entre los trozos de hielo en su rápido viaje alrededor del planeta. Pero Urano tiene sus trozos de un promedio de un metro cúbico o más, y carece casi completamente de polvo. Solamente una décima parte de lo que tiene Saturno. ¿Dónde ha ido a parar el polvo de hielo producido por los continuos choques de los trozos mayores? ¡No puede ser que no choquen sus componentes al girar! Se calculó que si se juntara todo el polvo interanular no pasaría de 100 metros cúb icos. iOtro misterio no explicado! Las Imágenes de las Lunas Grandes Las fotografías que iban apareciendo de las lunas fueron , sin duda alguna, las que más interesaron a los investigadores. La luna más alejada, Oberón, revelaba algunos cañadones profundos y varios cráteres antiguos. Lo inexplicable era que los cráteres tenian fondos negros. Recordemos que todas estas lunas , por su semejanza con las de Júpiter y Saturno, por cálculos, y por su densidad, tenían que ser compuestas de puro hielo. ¿Hay acaso hielo negro? Otro rasgo que sorprendió fue el hallazgo, sobre el borde de la imagen , de una montaña de unos 6000m. de altura. Se calculó que el mes lunar de Oberón es de unos 13 1/2 días. La luna mayor, Titania (1590km . de diámetro). tiene una reflexión (albedo) baja, 25%. También evidencia fallas y cráteres en su superficie. Umbriel es la luna más
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Miranda, la menor de las lunas grandes de Urano muestra efectos de actividad tectónica incre/b/e. Arriba a la darecha y abajo a fa izquierda, las " pistas" curvas. En el centro el " chevrón' ·. Imagen de 36 000 km. (Cortesía de NASA)
oscura, sólo 15% de reflexión ; es una luna gris. un gris oscuro que no coresponde a hielo. Ariel indicó más reflectividad , 45% , y cráteres con rayos como nuestra luna, muchos de ellos antiguos , que se hallan debajo de otros rasgos geológicos que evidencian movimientos tectónicos más recientes. Pero fue Miranda, la menor de las lunas grandes (480km. de diámetro), la que se robó el " show ". Tarda sólo un día y nueve horas para dar una vuelta alrededor de Urano. A medida que la nave enviaba imágenes más cercanas , má.s asombro se despertaba entre los videntes, científicos y no científicos. A medida que las imá.genes iban siendo procesadas con más perfeccionamiento por las computadoras que realzan los rasgos de contraste, iban revelando caracteres menos coincidentes
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cuatrimestral det GEOSCIENCE RESEARCH INSTITUTE de Loma linda University, Cal. Las Divisiones de Euroáfrica, Inter y Sud America proveen el franqueo para que llegue gratuitamente a los profesores y alumnos interesados en sus colegios superiores y a centros y grupos de estudiantes universitarios adventistas . Grupos de cinco o más estudiantes pueden recibirla gratuitamente enviando cada año , a través del Departamento de Educación de su campo, la dirección y el numero de estudiantes en el grupo. Otros interesados deben enviar el franqueo en el cupón provisto en página 8.
Director Harold Coffin
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Redactor asociado Alcides Alva
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con lo que se esperaba de mundos de hie· lo: riscos de compresión geológica, profun· das fallas de distensión, surcos de material más oscuro, acantilados y escarpas algu· nos con 20 OOOm de relieve , y superpuesto a éstos, varios cráteres. Dos rasgos notables eluden lada explicación, uno, surcos arqueados gigantes "circi máximi ", que el astrónomo Stone apodó " pista de carreras de Miranda" en los extremos de arriba derecha, y abajo iz· quierda de la fotografia . El otro rasgo se refiere a las fallas o movimientos tectóni· cos trapezoidales o en ángulo recto, denominados "chevrón', que se ven en el centro inferior de la imagen . Movimientos tectónicos de tal magnitud en una lunita esférica de hielo que ni siquiera se han visto en los grandes planetas rocosos ... " esto desconcierta. Lo comentó Richard Berry en la revista " Astronomy" de mayo dicien· do: " Miranda despliega una de las topografias geológicas más extrañas de todos los
Imagen tomada del núcleo del cometa Halfey por Giotto de unos 600 km. de distancia .
extraños mundos del sistema solar. " y asi sigue ... y seguirá por muchos años el estudio de las imágenes de Voyager 2 que transmitió a la Tierra el 24 de enero en su encuentro con Urano. Ahora sigue su curso hacia Neptuno, atraído por el señuelo de un planeta más distante, más oscuro y aún más desconocido que Urano. Esta maravilla técnica espera llegar allí en 1989 viajando entre 30 y 40 mil kilómetros por hora. ¡Buen viaje, Voyager 2!
La Sra. Marta Weiss de Schmidt observó el cometa en 1910 desde la s llanuras argenlinas, y ahora lo observó desde California.
ALGUNAS FRASES REVELADORAS DE CfENTfFICOS DE JPL/NASA "Solamente cuando lleguemos a Neptuno seremos capaces de decir dónde cal· za Urano entre los planetas exteriores" Gary Hunt. " La magnetosfera de Urano es aún más extraña y maravillosa de lo que podiamos haber esperado" - Fran Banegel " Las misiones a los planetas exteriores
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han cambiado realmente nuestra manera de pensar acerca de cómo se forman los cuerpos del sistema solar. " Hal Mazursky " No se necesita ser un científico para reconocer que estos planetas son diferentes" - Ed . Stone " i¿Quién podría haberse imaginado de que Miranda llegaría a ser lan maldilamente interesante?! " - Robert Brown a Carl Sagan. No hubo respuesta. "/ Dios Bondadoso! ... ¿Es esto realmente así? " - Larry Soderblom. (Jefe del equipo de geólogos) " No me explico la ferocidad con que han sido tectónicamente sacudidos estos cuer· pos en un suceso catastrófico" - Larry Soderblom " Los anillos son el perfume de la astronomia" - André Bahic (astrónomo típicamente francés) " Miranda es un capricho híbrido ... los valles y estratos de Marte, combinados con los surcos profundos de Ganimedes, y las fallas de compresión de Mercurio. Así que si puedes imaginar a alguien tomando todas estas extrañas formas geológicas en el sistema solar, y metiéndolas todas juntas en un solo cuerpo del sistema, ... ahí lo ti enes ante la vista" - Larry Soderblom (presentando Miranda) " Miranda no se parece a ningún otro satélite conocido" - Ed . Stone " El material oscuro en Urano tiene color; en los otros planetas, no" - Id . " Las nubes parecen indicar que el viento se mueve en la dirección equivocada, en la misma dirección que la rotación del planeta. Su velocidad es demasiado alta" - Ed Stone "Demasiado poco metano para nuestro modelo, y un exc eso de hidrógeno" - Ed Stone " Es muy misterioso este nuevo anillo (el 10). Parece girar en la misma órbita que una de las lunas de Epsilon " - Ed Stone