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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Cambio climático sin carne. Ciudades costeras y el nivel del mar. Persuasión a medida. Fusión de quarks.

Carne y cambio climático - Ciencia Fresca - CienciaEs.com

¿Qué sucedería con el cambio climático si elimináramos por completo los productos animales de la alimentación?

Las sociedades humanas existen en tanto que sistemas ecológicos en los que están integrados la agricultura y la ganadería, imprescindibles para la alimentación y generadoras también de numerosos productos importantes para la actividad económica. Sin embargo, ambas actividades ejercen un gran efecto sobre el medio ambiente. La deforestación y la extinción de numerosas especies animales es debida a la agricultura y a la ganadería.

Por si esto fuera poco, desde hace varios años es conocido que la ganadería es uno de los mayores contribuyentes al efecto invernadero, ya que las emisiones gaseosas producidas desde el intestino de los animales contienen metano, un gas que posee una potencia muy superior a la del CO2 para absorber y reflejar los rayos infrarrojos. Se calcula que el metano tiene un potencial de calentamiento del planeta ochenta y seis veces superior a la del CO2. La Organización para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas, la FAO, confirma en un informe que la ganadería es uno de los mayores contribuyentes al efecto invernadero.

A estos problemas causados por la ganadería se unen otros informes de algunos organismos que sugieren que una dieta basada en productos vegetales promovería la salud, aumentaría la seguridad alimenticia y mejoraría la sostenibilidad de la producción de alimentos. Por consiguiente, parece lógico llegar a la conclusión de que eliminar la ganadería resultaría beneficioso para el planeta y beneficioso para la Humanidad.

Sin duda, antes de tomar decisiones del calado político y social que supondría eliminar la ganadería, conviene analizar de la manera más científica posible cuales podrían ser las consecuencias de esta decisión. Esto es lo que llevan a cabo investigadores del Departamento de Ciencia Animal del Centro Virginia Tech y del Departamento de Agricultura del Centro para la Investigación en Agricultura de Madison, en Wisconsin, USA, quienes elaboran un modelo en el que la alimentación humana se realiza exclusivamente con productos vegetales. Los investigadores estiman el impacto de esta alimentación en la emisión de gases de efecto invernadero por los Estados Unidos y en la calidad de la alimentación que se derivaría de dicha situación para la población estadounidense. En el audio explicamos las conclusiones a las que llegan estos investigadores.

Referencia: Robin R. Whitea and Mary Beth Hall (2017). Nutritional and greenhouse gas impacts of removing animals from US agriculture. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1707322114

Ciudades costeras y la subida del nivel del mar.

Las masas heladas de la Antártida y Groenlandia acumulan tal cantidad de hielo que su posible fusión se ha convertido en una de las grandes preocupaciones que nos depara la subida de temperaturas por el incremento del efecto invernadero. No obstante, aunque se pueda hacer un cálculo de la subida media de los océanos por el deshielo parcial o total de esas enormes masas heladas, poco se conoce sobre su efecto a escala local, especialmente sobre las ciudades situadas en las zonas costeras.

Ahora un estudio publicado en Science Advances, firmado por investigadores del California Institute of Technology en Pasadena, presenta un método que permite pronosticar el aumento del nivel del mar en lugares concretos, en respuesta a la pérdida de hielo de regiones específicas de la criosfera de la Tierra. Una respuesta que varía mucho de unos lugares a otros.

¿Por qué se producen esas diferencias? La cantidad de hielo acumulado en Groenlandia y la Antártida es enorme. El espesor medio de la capa helada de Groenlandia supera los 2 kilómetros y su superficie es cuatro veces la de España. La Antártida es 12 veces mayor y la capa de hielo que la cubre tiene un espesor medio de 1,6 km, aunque en algunos lugares supera los 3.000 metros. Dicho así parece que se trata de dos capas uniformes pero nada más lejos de la realidad. Cada una de esas dos grandes superficies heladas contiene regiones con un comportamiento desigual, mientras que en unas la pérdida de hielo es notable en otras sucede lo contrario.

Cuando una región pierde masa helada, la tierra situada bajo el hielo pierde el peso que tenía encima y, como sucede en un barco al que se aligera de carga, el suelo se eleva sobre el nivel de las aguas. Dado que la corteza terrestre tiene una consistencia elástica, las regiones costeras cercanas a las regiones de deshielo, y por lo tanto las ciudades que en ellas existen, sufren en menor medida los efectos de la subida del nivel de las aguas. Regiones alejadas, en cambio, no experimentan esos movimientos isostáticos y los efectos de la subida del agua es más dramático.

Eric Larour y sus colegas estudiaron matemáticamente el cambio del nivel del mar dependiendo de las variaciones locales en el espesor del hielo en todos los sistemas de drenaje de hielo del mundo. Usaron estas “huellas digitales a nivel del mar” para crear su herramienta de diagnóstico y lo aplicaron a 293 ciudades portuarias principales para calcular los cambios locales en el nivel del mar. Demostraron que los efectos son muy diferentes dependiendo de qué zona helada se derrita y la distancia a la que se encuentre la ciudad en estudio. Así, por ejemplo, el derretimiento parcial de la zona oriental de Groenlandia tiene poco efecto en las Islas Británicas pero puede tener consecuencias más acusadas en Nueva York y las ciudades costeras situadas al Oeste de Groenlandia.

Los autores proponen que la evaluación de riesgos para el cambio futuro del nivel del mar en un lugar concreto debería tener en cuenta los cambios que se produzcan en la criosfera. Los planificadores y tomadores de decisiones deberán utilizar los resultados de estos métodos de estudio para mejorar las previsiones y afrontar la futura evolución de la subida del nivel del mar en cada lugar.

Referencia:
“Should coastal planners have concern over where land ice is melting?,” by E. Larour; E.R. Ivins; S. Adhikari at California Institute of Technology in Pasadena, CA. Science Advances

Persuasión a medida.

Las investigaciones en el campo de la psicología social encaminadas a comprender los factores que conducen a la persuasión de las personas han revelado que esta es mucho más eficaz si se intenta llevar a cabo considerando los gustos, ideas y preferencias de las personas a quienes se intenta persuadir, es decir, considerando el perfil psicológico de cada cual.

Hasta la fecha, este perfil psicológico se elaboraba de manera tradicional demandando a voluntarios que contestaran a un cuestionario en el que sus respuestas reflejarían sus gustos, tendencias, miedos, etc. Este modo de elaborar el perfil psicológico ha hecho imposible desarrollar procedimientos de persuasión en masa que, no obstante, sean personalizados.

Conviene aclarar que este tipo de persuasión no tiene que ser necesariamente siempre perjudicial para nosotros. Por ejemplo, una campaña para aumentar el consumo de fruta y verdura no es necesariamente el resultado de una conspiración de agricultores o fruteros, sino que puede genuinamente pretender una mejora de la salud y estado nutritivo de la población. Por consiguiente, mejorar la eficacia de la persuasión puede ser socialmente beneficioso.

La investigación reciente ha demostrado que se puede conocer el perfil psicológico de las personas analizando sus huellas digitales, pero no la de los dedos, sino la dejada gracias a la actividad en redes sociales, tales como Facebook, Twitter o Instagram. Cada vez que hacemos clic sobre un “me gusta”, o hacemos un retwit dejamos una huella, y no solo sobre el botón del ratón, de quienes y como somos.
Aprovechando la huella digital los investigadores realizan tres experimentos de psicología social con nada menos que tres millones setecientas mil personas de las que pueden extraer su perfil psicológico a partir de su actividad en redes sociales. En estos experimentos estudian si la elaboración de mensajes persuasivos personalizados de acuerdo con cada perfil psicológico es más eficaz que los mensajes en masa no personalizados.

Los investigadores confirman que adecuando el contenido de los mensajes persuasivos a las características psicológicas deducidas para cada individuo a partir de su actividad en redes altera de manera muy significativa su comportamiento, medido en términos de clics o de compras efectuadas. Por ejemplo, los mensajes persuasivos elaborados con un estilo destinado para personas abiertas y extrovertidas aumentaron un 40% los clics y un 50% las compras en comparación con mensajes no personalizados. En el programa explicamos con más detalle estos estudios y discutimos sus interesantes e inquietantes conclusiones.

Referencia:
S. C. Matza et al. Psychological targeting as an effective approach todigital mass persuasion. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1710966114

Fusión de quarks.

La esencia de la fusión nuclear es la liberación de energía que se produce cuando dos núcleos se unen para formar un núcleo de mayor tamaño. En el interior de la estrellas los núcleos de hidrógeno se fusionan para generar núcleos de helio y en el proceso se pierde una pequeña cantidad de masa que se convierte en energía en una proporción marcada por la famosa fórmula de Einstein E=MC^2. Este es, también, el fundamento de la bomba H, el ingenio bélico más destructivo jamás inventado por el ser humano.

Ahora bien, los núcleos de los átomos están compuestos por protones y neutrones que son, a su vez, partículas compuestas por otras más elementales conocidas como quarks. Ahora, un par de investigadores de la Universidad de Tel Aviv y la Universidad de Chicago han encontrado evidencias teóricas que apoyan la idea de que la fusión de dos quarks puede liberar mucha más energía de lo que nadie pensó.

Existen seis clases de quarks denominados con sus siglas inglesas: up (arriba), down (abajo), strange (extraño), charm (encanto), bottom (base) y top (cima). La asociación de diferentes quarks da lugar a partículas compuestas. Se sabe que un protón, por ejemplo, está formado por la unión de dos quarks “up” y uno “down”; un neutrón, en cambio, contiene un “up” y dos “down”. Así pues, los investigadores se hicieron esta pregunta: Si los protones y neutrones de los núcleos pueden fusionarse para generar núcleos mayores y liberan energía en el proceso ¿qué sucede cuando se fusionan dos quarks?

Marek Karliner y Jonathan Rosner se pusieron manos a la obra y calcularon la energía liberada por distintos quarks en el proceso de fusión. Por supuesto, como sucede con la fusión de los núcleos, la fusión de dos quarks requiere en primer lugar un aporte notable de energía, si la reacción libera más energía de la que se requiere para unirlos, entonces estaremos ante una reacción de efectos semejantes a la fusión nuclear.

Los físicos utilizan una unidad de medida especial para anotar la energía liberada en estas reacciones: el electrón-voltio o eV. Se sabe que en una reacción nuclear estándar, la diferencia entre la energía suministrada para unir los núcleos y la obtenida tras la fusión es de unos 17 o 18 Mev (millones de eV). Los investigadores hicieron los cálculos de la energía necesaria para unir dos quarks “charm” y dedujeron que proporcionarían un resultado neto de 12 MeV tras la fusión, es decir, menor que la fusión estándar.
Sin embargo, la sorpresa surgió al calcular cuánta energía se liberaría al unir dos quarks más pesados del tipo “botton”. Los cálculos demostraron que se liberaría un total de 138 MeV, es decir ocho veces más que en una fusión estándar. Los resultados hicieron dudar en un primer momento a los investigadores sobre la conveniencia de divulgar estos resultados, al fin y al cabo, una supuesta bomba de quarks tendría una potencia 8 veces mayor que la de la bomba H. Para suerte nuestra, esta opción no es posible. Los Quarks Bottom tienen una vida media cortísima, apenas unos picosegundos (billonésimas de segundo) y conseguir reunir una cantidad suficiente de ellos el tiempo suficiente como para controlar su fusión está fuera del alcance de la tecnología actual.

Referencia:
Marek Karliner y Jonathan Rosner. Quark-level analogue of nuclear fusion with doubly heavy baryons. Nature (2017). DOI: 10.1038/nature24289


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