Sareko iturriak

Ariketa fisikoa egitea osasungarria dela esaten digute behin eta berriro. Fisikoa bakarrik ez, buruari eragitea ere onuragarria da. Nagiak atera eta aurten ere, udako oporretan egiteko asteazkenero matematika-ariketa bat izango duzue, Javier Duoandikoetxea matematikariak aukeratu ditu Zientzia Kaieran argitaratzeko. Guztira sei ariketa izango dira.

Hona hemen gure lehenengo ariketa:

Zenbaki baten zifren biderkadura 18900 da. Zein da propietate hori duen zenbakirik txikiena?

Zein da erantzuna? Idatzi emaitza iruzkinen atalean (artikuluaren behealdean daukazu) eta, nahi izanez gero, zehaztu jarraitu duzun ebazpidea ere. Irailean emaitza zuzenaren berri emango dizugu.

(Argazkia: Karolina Grabowska – Erabilera libreko irudia. Iturria: Pexels.com)

Ariketak “Calendrier Mathématique 2023. Un défi quotidien” egutegitik hartuta daude. Astelehenetik ostiralera, egun bakoitzean ariketa bat proposatzen du egutegiak. Ostiralero CNRS blogeko Défis du Calendrier Mathématique atalean aste horretako ariketa bat aurki daiteke.

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Los ordenadores cuánticos se distinguen por el uso de cúbits en lugar de bits. Esto les permite almacenar y procesar mucha más información a una velocidad mucho mayor, mediante el aprovechamiento de propiedades cuánticas como la superposición y el entrelazamiento. No obstante, existe una importante limitación para el desarrollo pleno de estos ordenadores: el ruido. Este provoca la aparición de errores que se propagan cuando se ejecutan algoritmos complejos, lo cual limita el potencial de la computación cuántica para revolucionar muchos campos de la ciencia y la tecnología. Equipos de todo el mundo llevan años trabajando intensamente para superar esta barrera, concentrando sus esfuerzos principalmente en técnicas para la corrección o mitigación de errores, y en el diseño de algoritmos más sencillos que se adapten a las limitaciones.

Foto: WrongTog / UnsplashEl ruido puede mejorar la calidad…

Ahora, un equipo de investigación ha dado una vuelta de tuerca a la cuestión. Proponen una solución alternativa: usar el ruido para mejorar los resultados de algoritmos cuánticos. El equipo ha demostrado que la presencia de ruido en los ordenadores cuánticos puede ser beneficioso para los resultados de un importante algoritmo conocido como quantum reservoir computing.

Este algoritmo realiza predicciones de aprendizaje automático usando sistemas cuánticos con parámetros aleatorios para extraer información útil del sistema estudiado. De este modo, puede resolver problemas muy diversos, como cálculos químico-cuánticos o predicciones de series temporales, así como ayudar en el descubrimiento de nuevos fármacos.

“La idea detrás del quantum reservoir computing es utilizar el espacio de Hilbert, donde viven los estados cuánticos, para extraer propiedades esenciales de los datos estudiados. Así, usando propiedades cuánticas como superposición y entrelazamiento, podemos obtener información útil de los datos y proporcionarla a un modelo de aprendizaje automático, el cual hace la predicción final”, explican los autores.

El estudio concluye que algunos tipos de ruido, como el llamado amplitude damping noise, mejoran la calidad de los resultados del quantum reservoir computing. Por lo tanto, no solo es innecesario corregir este tipo de ruido, sino que podría ser beneficioso para los cálculos cuánticos.

…pero no todos los ruidos son iguales

Sin embargo, otras fuentes de errores, como el denominado depolarizing noise, pueden degradar los resultados en todos los casos, por lo que es primordial priorizar su corrección en los ordenadores cuánticos.

El estudio también proporciona una demostración teórica que ayuda a explicar este fenómeno. A través del formalismo matemático de las matrices de densidad y los canales cuánticos, los autores ilustran cómo el ruido amplitude damping permite explorar de manera más efectiva el espacio de operadores cuánticos. Esto facilita la extracción de propiedades más complejas y valiosas de los datos, que luego se utilizan para predecir la variable objetivo.

El hallazgo ofrece una nueva perspectiva sobre los mecanismos físicos inherentes en los dispositivos cuánticos. Además, proporciona sólidas pautas prácticas para facilitar una implementación con éxito del procesamiento de información cuántico en la tecnología actual.

Referencia:

Domingo, L., Carlo, G. & Borondo, F. (2023) Taking advantage of noise in quantum reservoir computing. Sci Rep doi: 10.1038/s41598-023-35461-5

Para saber más:

Cómo la aleatoriedad mejora los algoritmos

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Autónoma de Madrid

El artículo El ruido, un aliado para la computación cuántica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El calentamiento global representa uno de los mayores peligros para la humanidad y su amenaza será cada vez mayor con el paso del tiempo. De hecho, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que la crisis climática causará unos 250.000 fallecimientos adicionales cada año debido a la malnutrición, el paludismo, la diarrea y el estrés calórico entre los años 2030 y 2050. Por un lado, las catástrofes naturales (sequías, inundaciones, incendios…) serán más frecuentes como consecuencia de fenómenos meteorológicos extremos. Por otro, las olas de calor serán más intensas, frecuentes y duraderas. Ambos fenómenos provocarán, de forma directa o indirecta, más fallecimientos y dolencias en un futuro próximo.

Sin embargo, no es necesario esperar a para comprobar las consecuencias que ya tiene la crisis climática sobre la salud humana. Un estudio epidemiológico publicado recientemente en la revista Nature Medicine calcula que durante el verano de 2022 se produjeron más de 61.000 muertes en Europa (11.000 en España) como consecuencia de las olas de calor. Estas cifras suponen un 41 % más de muertes como consecuencia de las altas temperaturas que las ocurridas de media en los veranos de entre 2015 y 2021. Los autores sugieren que, de seguir esta tendencia, en Europa se producirán un promedio de más de 68.000 muertes prematuras cada verano hacia 2030 y más de 94.000 hacia 2040.

Más allá de las enfermedades y las muertes causadas por estos fenómenos meteorológicos extremos, el calentamiento global afecta también a la salud humana de forma indirecta al alterar la distribución mundial de diversos vectores de enfermedades infecciosas. En ese sentido, el pasado 22 de junio el Centro Europeo para el Control y Prevención de Enfermedades (ECDC) anunció que la extensión de diferentes especies de mosquito del género Aedes por Europa está aumentando el riesgo de diversas enfermedades infecciosas de las que este insecto es vector. 

La institución científica explica que las inundaciones y las olas de calor cada vez más frecuentes y graves en el continente europeo, junto con unos veranos más cálidos y largos, crean unas condiciones más favorables para la expansión de los mosquitos invasores Aedes albopictus (más conocido como «mosquito tigre») y Aedes aegypti, que no son propios de esta zona del planeta. Hace 10 años, en 2013, ambas especies se encontraban en solo ocho países de la Unión Europea, afectando a 114 regiones. Ahora estas se encuentran en 13 países y 337 regiones, al invadir dichos vectores el norte y el oeste del continente. España atestigua la gran capacidad que tiene el mosquito tigre para extenderse: la primera vez que se detectó su presencia fue en Sant Cugat del Vallés en el verano de 2004, desde entonces este vector ha conseguido expandirse ya por casi todo el país.

Ambas especies de mosquito (A. albopictus y A. aegypti)  pueden transmitir enfermedades infecciosas tropicales o típicas de otros países como el dengue, el Zika, la fiebre amarilla, el chikungunya o la fiebre del Nilo Occidental. El director de la ECDC, Andrea Ammon, sostiene que si la tendencia actual continúa se espera que, con el tiempo, aparezcan más casos y posiblemente más muertes por las citadas enfermedades infecciosas entre los ciudadanos europeos. Solo en 2022 se produjeron los mismos casos autóctonos de dengue (71) en la UE que el total de los que aparecieron entre los años 2010 y 2021.  Seis casos de dengue ocurrieron en España. Además, en 2022 aparecieron 1.122 casos de infecciones por el virus del Nilo Occidental en Europa, con 92 muertes, la mayor cifra desde la epidemia de 2018.

Vectores conocidos

España conoce de primera mano los estragos que la extensión de los vectores puede provocar en la Salud Pública de su población. Tanto la fiebre del Nilo Occidental (transmitida por mosquitos), como la fiebre hemorrágica de Crimea-Congo (transmitida por garrapatas) preocupan cada vez más a los especialistas por su mayor incidencia en nuestro territorio. En 2020 se produjo el mayor brote registrado de fiebre del Nilo Occidental en el país, con decenas de casos confirmados y siete fallecidos. Anteriormente, ni en 2017 ni en 2019 se detectaron casos de esta enfermedad en humanos, y solo un caso en 2018. Las últimas cifras oficiales, de 2022, han registrado cuatro casos.

Diferentes especies de garrapata están también bajo el punto de mira de los expertos en Salud Pública. Estos arácnidos son vectores de más de cincuenta enfermedades diferentes y la crisis climática está ayudando de forma significativa a su expansión por territorios de mayor altitud y latitudes más elevadas, donde no estaban presente antes.

En el sur de España es donde más se ha potenciado su proliferación en los últimos años, debido al incremento de las temperaturas, sobre todo durante el otoño y el invierno. Además, cada vez hay un mayor porcentaje de garrapatas que poseen el virus responsable de la fiebre hemorrágica de Crimea-Congo. Todos estos factores propician la aparición de casos de esta enfermedad infecciosa, que apareció por primera vez en nuestro país en 2016. Desde dicho año hasta 2022 se han confirmado 11 casos autóctonos de Crimea-Congo. Esto supone la punta del iceberg, porque la mayoría de las veces la infección no provoca síntomas en los humanos y pasa desapercibida. 

Las redes de vigilancia epidemiológica, tanto de España como de Europa, siguen de cerca la evolución de múltiples vectores y de las enfermedades infecciosas que provocan. Las proyecciones sobre el calentamiento global en las próximas décadas indican a que los especialistas tendrán muchos motivos para estar alerta ante la aparición de brotes de enfermedades que, hace menos de 10 años, ni siquiera existían en nuestro continente o eran algo totalmente excepcional.

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo La crisis climática potencia a los vectores transmisores de enfermedades infecciosas exóticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Mundu mailako batez bestekoetan abiatuta, azterketa zabal batek gizakiek egiten duten denboraren erabilpena zenbatetsi du.

Askorentzat oporrak ate joka daudenean, eguneroko lanek zehazten duten ordutegi zurrun eta ziurretik aldentzeko unea iristen da. Lasaitasuna alde batera utzi eta estresaren garaia izaten da. Esparta atzean utzi eta Epikuroren uharteetara joateko ideia borobiltzen da gehienen buruan. Maletak prestatu, non eta nola erlaxatuko garen erabaki, ticketak erosi, jatetxeetako intolerantzien zerrendekin lehiatu, irakurri gabekoen zerrendarekin desesperoan ibili, itxaron ilaretan denbora eman, eguzkitako kremak benetan iraungitzen ote diren Googlen bilatu, hamaika hilabeteetan egin gabeko etxeko konponketa horri muzin egin eta hozkailuan behar adina garagardo ote dauden argitu. Horretarako guztirako unea iritsi da. Zorionez, amesgaiztoak hilabete inguru baino ez du irauten, eta nor bere ekoizpen katera bueltatzeko aukera gero eta hurbilago dago.

1. irudia: gizakiak denboran zertan ematen duen argitu du ikerketak, baina aintzat hartu behar da batez besteko datuak direla, gizateria osoarenak. (Argazkia: Juanma Gallego)

Esajeratzeak esajeratze, argi dago denboraren pertzepzioa unearen eta pertsonaren araberakoa izaten dela, bai eta lekuaren araberakoa ere. Baina gauzak espezie bezala ikusita, agertokia are argigarriagoa da, munduan pertsonen eta herrialdeetan artean dauden ezberdintasunen eta antzekotasunen adierazle. Norabide horretan, nazioarteko ikertzaile talde batek gizakiok denbora zertan ematen dugun argitu nahi izan du, eta PNAS aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean jaso dute ikasitakoa.

Egileek diotenez, ikerketa asko egin dira gizakiok denboraz egiten dugun erabileraz, baina horiek beti jorratu izan dira diziplina zehatz baten ikuspegitik. Ondorioz, emaitzak beti partzialak izan dira. Kasurako, ekonomialariek denboraren banaketa ikertu dutenean, beti erreparatu diote jardun ekonomikoari, baina aisialdiari eta bestelako faktoreei behar adina arreta eman gabe. Diotenez, antzeko arazoak gertatu dira soziologiaren, historiaren edo antropologiaren ikuspegitik ikertu izan denean ere, lan horietan arlo ekonomikoa ez baita behar bezala jorratu. Eta ikerketa horiek guztiek oso bestelako metodologiak erabili dituztenez gero, arras zaila izan da mundu mailako eskala batean azterketa horiek biltzea eta bateratzea.

Horregatik, 140 herrialdetan baino gehiagotan 2000 eta 2019 urteen artean denboraren eta lan denboraren erabileraren gainean jasotako datuak erabili dituzte. Diotenez, herrialde horietan munduko populazioaren %87 ordezkatuta dago. Denbora horretan jasota daude laneko orduak zein lanetik kanpokoak ere.

Herrialde bakoitzeko agentzia estatistikoek, nazioarteko erakundeek eta zientzia artikuluek jaso dituzten datuetan abiatu dira mundu mailako zenbatespenak egiteko. Datu horiek guztiak harmonizatu behar izan dituzte. Adibidez, lan egiteko adina —bai legeek praktikan zehazten dutena zein egoera erreala— oso desberdinak izan daitezkeelako herrialdearen arabera. Bestetik, jardun bakoitzaren inguruan egiten den definizioa aldatu daiteke leku batetik bestera, datuak bateratzea zailduz. Ahalik eta emaitza osatuenak lortu nahian, 3.956 azpikategorien definizioaz ere baliatu dira sailkapenerako, eta denboraz egin duten sailkapenean tarte bakoitzari ziurgabetasun marjina bat ere sartu dute.

Ikertzaileek argudiatu dute denboraren gaineko azterketa honek informazio argigarria ematen duela inguruan izaten dugun inpaktua zertan den jakiteko, bai eta bizitza esperimentatzeko dugun modua ezagutzeko ere. Diotenez, mundu mailako erronkei aurre egin ahal izateko, munduaren funtzionamenduaren gaineko “ikuspegi berriak” izatea garrantzitsua da. Are, egileen irudikoz, klima aldaketa edo biodibertsitatearen galera bezalako arazoetan “giza sistemaren funtzionamendu globala” ulertzea funtsezkoa da, baita garapenerako mundu mailako helburuak bezalako gaietan aurrera egiteko, “aldaketak abiatzeko potentziala” non dagoen ikusi ahal izango delako.

Dena dela, gizateriak egiten duen denboraren erabilpena ikuspegi global batetik aztertu nahi izan badute ere, ikertzaileek ingurumen kontuei erreparatu diete bereziki, batez ere ondorioak nabarmentzean. Hain zuzen ere, McGill Unibertsitateko (Kanada) Lur Sistemaren zientzia programako ikertzaileak izan dira ikerketaren sustatzaile nagusiak.

2. irudia: esnatuta ematen den denbora hiru multzo handitan sailkatu dute; balore bakoitzean errore marjina bat gehitu dute ere. (Irudia: Fajzel. W. et al / euskaratua)

Funtsean, saiatu dira lortzen munduko biztanle guztien batez bestekoa, herrialde guztiak aintzat izanda. Gizateria pertsona bakar bat izango balitz, pertsona horren egun bat nolakoa izango litzatekeen argitzen saiatu dira.

Jardun guztiak hiru multzo handitan bildu daitezkeen 24 kategoriatan sailkatu dituzte. Lehen multzoak kanpoko mundua aldatzea helburu duten jarduerak bere gain hartzen ditu: elikadura, energia, eraikuntza edota mantentze lanak. Bigarrenak gizakiari berari lotutako jarduerak biltzen ditu: gorputzaren zaintza, norberaren edo besteen osasunaren gaineko ardura, zaintza, erlijioa edo bestelako jarduera espiritualak eta aisialdia. Hirugarrena gizarteari lotuta dauden bestelako jarduerei dagokie: garraioa, ekonomia, legeak edo gobernatzea.

Lehenik eta behin, batez bestean, ohean 9,1 ordu ematen ditugu —lo egiten edo “bertan egonda”, azken kontzeptu honetan gehiago sakondu nahi izan ez badute ere—. Esnatuta gaudenean, berriz, gure buruei eskaintzen diegu denbora gehien. “Ikerketak erakusten du esnatuta ematen diren ordu gehienak giza adimenarentzat eta gorputzentzako emaitza zuzenak lortzeko jardueretan ematen direla (9,4 ordu eguneko), eta 3,4 ordu bizi den ingurunea eta haragoko mundua aldatzen ematen direla. Gainerako 2,1 orduak gizarte prozesuak antolatzera eta garraiora bideratzen dira”, idatzi dute zientzia artikuluan.

Aintzat hartu behar da bataz besteko baloreez ari direla. Kasurako, bederatzi ordu ohean ematen dugula diotenean, denbora gehiago lo egiten duten haurrak aintzat hartu behar dira. Norabide berean, lehen begirada batean oso bitxia dirudien beste datu bat ekonomiari dagokio: emaitzen arabera, bataz besteko jardun ekonomikoak 2,6 ordu irauten du. Alor horretan, lehen sektoreko jardunak du pisu gehien —nekazaritza eta abeltzaintza—. Ondoren datoz merkataritza, finantzak, zuzenbidea eta manufaktura industria. Prentsa ohar batean azaldu dutenez, 15 eta 64 urte artean dituztenak dira lan egiten dutenak (populazio osoaren bi heren), eta, horientzat, astean 40 orduz lan egitearen parekoa omen da atera duten zenbakia.

Populazioaren egoera sozioekonomikoa edozein dela ere, gizaki guztiek antzeko denbora ematen dute jaten, garraioan, garbiketa pertsonala egiten eta kozinatzen. Elikagaien produkzioari dagokienez, alde nabarmena dago errenta baxuko eta errenta altuko herrialdeen artean. Errenta baxukoenetan ordubete baino gehiago ematen dute lehen sektoreko jardunetan. Errenta altukoenetan, berriz, bost minutu inguru ematen dituzte zeregin berdinean.

Mundu mailan, Lur sistematik materialak eta energia zuzenean ateratzera bideratutako denbora tartea txikia da: bost minutu. Hondakinak kudeatzeko denbora eguneko minutu batekoa da. “Horrek guztiak iradokitzen du jarduera horietan ematen den denbora aldatzeko aukera zabala badagoela”, ondorioztatu dute. Egileen esanetan, badago “tarte nahikoa zenbait jarduerari eskaintzen zaion denboran aldaketak egiteko, hala nola, materialak erauzketan, energiaren horniduran eta hondakinen tratamenduan, horietara zazpi minutu inguru baino ez direlako bideratzen”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Fajzel, William; Galbraith, Eric D.; Barrington-Leigh, Christopher; Charmes, Jacques; Frie, Elena; Hatton, Ian; Le Mézo, Priscilla; Milo, Ron; Minor, Kelton; Wan, Xinbei; Xia, Veronica eta Xu, Shirley (2023). The global human day. PNAS 120 (25) e2219564120. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2219564120

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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fuerza de voluntad

Foto: Matias North / Unsplash

Algunos resultados experimentales recogidos en la literatura científica reciente indican que si se realiza una actividad mental exigente, de esas que requieren concentración y autocontrol, al cabo de un tiempo es necesario ingerir una cierta cantidad de azúcar para poder seguir realizándola, o para mejorar las funciones cognitivas básicas y funciones mentales autorregulatorias, como son la memoria episódica, el procesamiento de información, la atención y el autocontrol.

Lo cierto es que, datos experimentales al margen, mucha gente está convencida de que, efectivamente, es bueno ingerir azúcar si se desea mantener una ardua actividad mental de forma prolongada. Sin embargo, esa es una noción que desde el punto de vista fisiológico no tiene sentido, ya que la concentración de glucosa en la sangre y, por lo tanto, su disponibilidad efectiva para las tareas que desempeña el encéfalo, está sometida a una regulación estricta. Esa regulación solo falla en caso de enfermedad, como ocurre con la diabetes.

Unos psicólogos de las universidades de Zurich (Suiza) y Stanford (California, EEUU) sospechaban que la razón por la que la glucosa facilita el desempeño cognitivo y el autocontrol es porque se trata de una creencia, modelada culturalmente, que ha alcanzado una gran aceptación. Si, efectivamente, ese era el caso, la limitación no vendría determinada por la disponibilidad de glucosa, sino por la creencia en sí. En ese supuesto, sería de aplicación la cita de William James: “vivimos sujetos a la inhibición por niveles de fatiga a los que hemos llegado a obedecer simplemente por costumbre”[*].

De acuerdo con esa sospecha, los psicólogos se plantearon la hipótesis de que, quizás, solo recurran a la ingestión de glucosa (para un correcto funcionamiento cognitivo tras una intensa actividad mental) quienes creen que la fuerza de voluntad es limitada y se agota fácilmente. Sería como si la fuerza de voluntad necesaria para mantener el autocontrol necesitase ser “alimentada” mediante el aporte de energía metabólica en forma de azúcar. Para esa gente, la ingestión de glucosa y los procesos fisiológicos que desencadena actuarían como señales que indican que han recuperado la capacidad de sostener el esfuerzo mental. Por el contrario, las personas que no creen que la fuerza de voluntad se agote con el uso, no dependerían del aporte de glucosa para poder funcionar con normalidad. Estos supuestos se basaban en observaciones experimentales anteriores, según las cuales solo la gente que cree que la fuerza de voluntad está limitada se desenvuelve peor al acumularse las pruebas en que han de realizar tareas mentales exigentes y mantener el autocontrol.

Los investigadores hicieron tres experimentos para tratar de verificar su hipótesis. En el primero analizaron el efecto de la ingestión de glucosa (por comparación con la de un edulcorante artificial) y de las creencias implícitas acerca de la fuerza de voluntad (si se trata de un recurso limitado o no) sobre el autocontrol de individuos que habían estado realizando antes una tarea intelectualmente exigente. Los participantes que habían ingerido edulcorante y que pensaban que la fuerza de voluntad se agota con facilidad fueron los que se diferenciaron de los demás: su desempeño en el test de autocontrol fue peor que el del resto de participantes. El resultado demostró que el efecto de la glucosa sobre la capacidad para mantener el autocontrol depende de lo que creen los sujetos acerca de la fuerza de voluntad.

En el segundo experimento se manipuló la opinión de algunos participantes para que pensasen que la fuerza de voluntad se agota con facilidad, y los resultados reprodujeron los del primer experimento, porque los de la opinión manipulada respondieron igual que los que pensaban eso originalmente.

Y en el tercer experimento se investigó si los participantes que piensan que la fuerza de voluntad es limitada responden a lo que creen que están ingiriendo o si lo hacen sólo a lo que realmente ingieren. Y efectivamente, su desempeño en la tarea de autocontrol tras un esfuerzo anterior solo mejora si realmente ingieren glucosa, no si creen que la ingieren. Quiere ello decir, que esos participantes eran sensibles a señales internas (fisiológicas) que indicaban que se había producido una elevación en la concentración de glucosa en la sangre.

Los resultados de estos experimentos son muy llamativos. Un proceso fisiológico básico, como es el efecto de la ingestión de glucosa sobre el desempeño intelectual en condiciones exigentes, depende de las creencias acerca de la naturaleza de la fuerza de voluntad. Solo se benefician de los efectos de una subida del nivel de azúcar en la sangre quienes creen que la fuerza de voluntad se agota con facilidad o quienes son manipulados para creerlo. Los experimentos demuestran que la fuerza de voluntad no es un recurso limitado, pues que se termine o no depende, de hecho, de lo que cada uno piense. Quienes no creen que se agota no necesitan reponerla ingiriendo azúcar, por eso no se modifica su desempeño intelectual cuando la ingieren. Solo han de restaurarla quienes piensan que se acaba con facilidad.

Los investigadores señalan, finalmente, que el pensar que la fuerza de voluntad no se agota no es suficiente para poder ejercer con éxito el autocontrol, aunque sea un ingrediente importante. Necesitamos, además, desarrollar estrategias de autocontrol eficaces para que funcione, como minimizar tentaciones (evitándolas físicamente) o planificar por adelantado cuándo, dónde y cómo actuar o responder ante la dificultades. Una disposición mental adecuada y unas estrategias efectivas sirven para ejercer el autocontrol durante periodos de tiempo prolongados sin necesidades de ingerir glucosa cada cierto tiempo.

 

Fuente: V Job, G M Walton, K Bernecker, y C S Dweck (2013): «Beliefs about willpower determine the impact of glucose on self-control». PNAS 110 (37): 14837–14842

Nota: [*] W. James (1907): The energies of men. Science 25(635):321–332.

 

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo La fuerza de voluntad no es un recurso, por eso no se agota se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Geologia

Blanca Martinez geologoa Antropozeno terminoaz aritu da Zientzia Kaieran. Hitz hori Paul Crutzen kimikari atmosferikoak oihukatu zuen 2000. urtean lehen aldiz, eta izan zuen oihartzuna ondorioz gizartean eta komunitate zientifikoan onartu zen. Termino horrekin, Crutzenek adierazi nahi zuen gizakia gai izan dela gure planetako ziklo biogeokimiko naturalak aldatzeko azken hamarkadetan. Alabaina, geologiaren ikuspuntutik ez da denbora nahikoa pasa industrializazioaren hasieratik, eta, beraz, Antropozenoa ez da existitzen eskala geologikoko denbora-kontzeptu gisa. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Existitzen al da Antropozenoa, maiuskulaz?

Biologia

Azkenaldian ezagunak egin dira Iberiar penintsulako orkak itsasontzi batzuekin kontaktu zuzena izateagatik. Ikerketa berri batek jarrera bitxi hori ikertu du orken portaeraren jatorria ulertzeko, eta hainbat ondoriotara iritsi dira. Batetik, ohartu dira, Iberiar penintsulako azpi-populazio osotik, 9 orkek soilik dutela jarrera berezi hori. Bestetik, ikusi dute egoera horietan egon ziren itsasontzi gehienak belaontziak zirela, eta kasu gehienetan, animaliek ontziaren leman jartzen zuten arreta soilik. Ikertzaileek ez dute argi ikusten jarrera horren arrazoia, baina baztertu egin dute zuzenean gizakiaren kontrako erasoak direnik. Datuak Zientzia Kaieran: Iberiar penintsulako orken portaera bitxia.

Fisika

UPV/EHUko ikerketa batek diodo baten modeloa ikertu du beroaren garraioa aldatzeko helburuarekin. Zirkuitu elektrikoen diseinuan erabiltzen dira diodoak, eta teknologia horren printzipioa da norabide batean eroale izatea eta bestean aldiz isolatzaile. Hala, ikerketa honek berbera ikertu nahi izan du baina beroarekin, eta kasu mikroskopiko bat aukeratu da horretarako. Bi ioi erabili dituzte kasuan, eta ioi bakoitza bainu termiko batean dago, bata hotza eta bestea beroa. Teknologia kuantikoaren arabera, ikerketa honek erakutsi du posible dela bi ioiekin bakarrik diodo bat sortzea, eta orain modelo hori inplementatuko da AEBtan. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Elektrizitatetik berora: diodo termikoen mundua esploratzen.

Astronomia

Cassini misioak, bere azken uneetan, Saturnoren eta eraztunen artetik igarotzeko aukera izan zuen eta horrek eraztunen adinaren inguruko hainbat ikuspuntu ekarri dizkigute. Aurtengo maiatzean argitaratu den ikerketa berri batek Saturnoren eraztunak 400 milioi urte dituztela dio. Horiek osatzen dituzten partikulak planetaren gainera erortzen doaz poliki-poliki eta, beraz, 100 milioi urte ingururen buruan, erabat desager daitezkela kalkulatu dute ikertzaileek. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Saturnoren eraztunen adina.

Klima-aldaketa

Dagoen latituderako Europari daukan tenperatura epela bermatzen dion Golkoko itsaslasterra — zientzialariek Atlantikoko iraultze meridionaleko zirkulazioa (AMOC) izenez ezagutzen dutena— uste baino lehenago eten daitekeela jakinarazi du Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa batek. Ikertzaileen arabera, arabera, 2057. urtearen inguruan gerta daiteke itsaslaster garrantzitsu horren kolapsoa. Groenlandiaren izotz urtzea dela prozesu horren eragile handiena aipatu dute, eta atzetik doakiola Artikoko izotz geruzaren urtzea. Informazio osoa Berrian:  Golkoko itsaslasterra uste baino lehenago eten daitekeela ohartarazi dute.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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ayuno intermitente

Entre los métodos que tienen como objetivo la pérdida de peso, el ayuno intermitente se ha convertido en una tendencia que, durante los últimos años, ha dado mucho de qué hablar. Es una rutina alimenticia que se basa en limitar la ingesta de calorías a un periodo concreto del día y ayunar el resto. Un método que ha sido puesto en práctica por personas conocidas a nivel social, que insisten en los supuestos beneficios del mismo.

Pero, ¿qué dice la ciencia? ¿Los supuestos beneficios del ayuno intermitente tienen una base científica? ¿Es un tratamiento de la obesidad eficaz y que se puede mantener a largo plazo?

El metabolismo del ser humano está diseñado para ingerir alimentos a ciertas horas del día y permanecer sin comer otras, pero el ritmo de vida actual lo dificulta. Hay que tener en cuenta que el tramo de actividad en el día a día supera las 12 horas, por lo tanto, es necesario reflexionar sobre la viabilidad y los supuestos beneficios de esta rutina alimenticia.

Idoia Labayen Goñi, profesora en el Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), ofrece respuestas a esas preguntas en la charla-coloquio La eficacia del ayuno intermitente en el tratamiento de la obesidad.

La conferencia ha sido organizada por la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Biblioteca Bidebarrieta de Bilbao dentro del ciclo Bidebarrieta Científica. Se impartió el pasado 14 de junio, miércoles, en la Biblioteca Bidebarrieta de Bilbao.

Ponente

Idoia Labayen Goñi es doctora en Ciencias Biológicas, profesora de la Universidad Pública de Navarra en el Departamento de Ciencias de la Salud y responsable del grupo de investigación ELIKOS. Ha desarrollado su carrera investigadora en el Karolinska Institute (Suecia), en el Georgia Prevention Institute (Georgia, EE.UU.) y ha participado en investigaciones que han tenido como resultado la publicación de más de 200 artículos. A día de hoy es la directora de IS-FOOD (Institute for Sustainability & Food Chain Innovation).

Edición realizada por César Tomé López

El artículo La eficacia del ayuno intermitente en el tratamiento de la obesidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irudia: Tenerifeko flora (Argazkia: José María Fernández-Palacio).

SARS-CoV-2aren aldaera guztiek ez dituzte zelula mota berak infektatu. Aldaera batzuk zehazki infektatu dituzte gliak. SARS-CoV-2 infect immune cells of the central nervous system, José R. Pinedaren eskutik.

Uharte ozeanikoetako landareak eta kontinentekoak ez dira oso ezberdinak, baina ingurunera gehiago egokitzen dira uharteetakoak. Tenerifen egindako ikerketa batek uhartea beste begi batzuekin esploratzeko aukera ematen du. High functional diversity of island plants.

Obesitatea baduzu, nahiz eta dieta egin, zure entzefaloak, hau da, zure portaera eta erabakiak zehazten dituen organoak, behar bezala interpretatu gabeko seinaleak izango ditu. Obesity hinders brain recognition of nutrient signals, Rosa García-Verdugok egina.

Orbital naturalaren funtzionalaren teoria, neurri handi batean UPV/EHUn eta DIPCn garatua, azkar ari da aplikazioak aurkitzen kimika kuantikoan. Kasu honetan, molekula konplexu baten korrelazio elektronikoak zehazteko aukera ematen du: NOF approximations applied to iron(II) porphyrin

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Alta Edad Media
La tesis internacional ‘Social archaeology of food in early medieval rural Iberia (5th-9th c. AD) (Arqueología social de la alimentación en la Iberia rural altomedieval (ss. V-IX d.C.), realizada por la investigadora de la Universidad del País Vasco Maite Iris García Collado ha obtenido el Premio extraordinario de doctorado concedido por la Universidad del País Vasco en junio de 2023.

La tesis traza una historia social de la alimentación en la Iberia rural altomedieval basada en la comparación de los patrones alimenticios de tres regiones a partir de análisis de isótopos estables de carbono y nitrógeno sobre colágeno óseo. Para ello se tomaron muestras en diez asentamientos rurales datados entre los siglos V y IX y distribuidos entre Madrid-Toledo, el País Vasco y Cataluña, que fueron investigados desde los puntos de vista de la arqueología funeraria, la demografía y la paleodieta.

“Se trata de la mayor reconstrucción de la alimentación llevada a cabo hasta el momento para la Alta Edad Media en la península ibérica en áreas geográficas nunca antes exploradas –explica la investigadora-. Esta tesis pone a disposición de la comunidad científica un gran volumen de datos normalizados y metodológicamente actualizados acerca del papel de la alimentación como reflejo, pero también como elemento activo, en la construcción de las identidades medievales”.

Los conjuntos de fauna analizados revelan “datos extremadamente interesantes sobre las estrategias de gestión de los animales y las prácticas agrarias en estas sociedades rurales.” Los animales dentro de una misma región eran alimentados de forma similar, sugiriendo que la disponibilidad de recursos determinada por el entorno era clave en la configuración de las estrategias de gestión ganadera y, en general, sin diferencias significativas entre el ganado vacuno, los ovicápridos y los équidos. “En Madrid-Toledo los animales también eran alimentados con pequeñas proporciones de forraje de mijos, lo que apunta al consumo de plantas abonadas intensivamente. Probablemente esto se lograba permitiendo al ganado entrar a pastar en los campos después de la cosecha y es un signo de la fuerte cohesión interna de las comunidades rurales”.

Clara integración entre la agricultura y la ganadería

Mientras que el ganado porcino de las regiones de Madrid-Toledo y del País Vasco eran pastoreados en espacios abiertos, los cerdos de Cataluña eran alimentados, “al menos parcialmente, con residuos domésticos y probablemente eran criados en patios.” Además, el estudio menciona que tanto en Madrid-Toledo como en Cataluña los mijos fueron ampliamente utilizados para alimentar a las aves domésticas. Los perros y los gatos a su vez vivían en contacto con los humanos y su dieta estaba basada en residuos domésticos. “Los datos obtenidos apuntan a la existencia de un complejo conjunto de prácticas agrarias en los asentamientos rurales altomedievales ibéricos con una clara integración entre la agricultura y la ganadería y alejado de los escenarios simples y primitivos propuestos por la historiografía tradicional”, subraya García Collado.

La investigadora Maite Iris García Collado en la Facultad de Letras | Foto: Nuria Gonzalez. UPV/EHU

En cuanto a la dieta de los humanos, esta tesis constata que la característica principal de las dietas humanas en el País Vasco “es la gran importancia de los recursos vegetales en la alimentación, que se basaba principalmente en cereales, frutas y verduras, y dentro de ellos el consumo de cantidades significativas de mijos”. La dieta humana en los asentamientos catalanes y en las poblaciones de Madrid-Toledo era similar. Consumían principalmente recursos terrestres, aunque, en las poblaciones catalanas el estudio apunta a una ingesta más importante de proteínas de origen animal.

Por otro lado, respecto a los recursos acuáticos, tanto marinos como de agua dulce, la tesis menciona que eran prácticamente imperceptibles en todas las poblaciones analizadas. “Es muy difícil definir una dieta típica para las poblaciones rural altomedievales de Iberia. Los patrones alimenticios en estos contextos estaban caracterizados por la diversidad determinada por la disponibilidad local de recursos y probablemente también por las condiciones sociales, políticas y culturales”, subraya la investigadora. Asimismo, de acuerdo a los “escasos datos disponibles, es improbable que en las sociedades rurales altomedievales de Iberia hubiera diferencias sistemáticas entre los sexos en la distribución de los recursos alimenticios.”

La dieta como indicador de estatus social

Otro de los temas analizados por la investigadora de la Universidad del País Vasco en su tesis ha sido el papel de la dieta como indicador del estatus social a través de la presencia de depósitos funerarios en los enterramientos y de la localización topográfica de las tumbas dentro o fuera de los cementerios comunitarios o con relación a las iglesias. “La relación entre la alimentación y el estatus social era compleja y no funcionaba de forma evidente. En Madrid-Toledo y el País Vasco es más frecuente que los individuos enterrados con cualquier tipo de artefacto incluyeran ciertas cantidades de mijos en sus dietas. Esto indica que los patrones de consumo de cereales y específicamente de mijo y panizo jugaron un papel importante en la definición del estatus social.” Asimismo, el estudio constata que la localización topográfica de las tumbas tampoco estaba directamente asociada a la alimentación. “En ningún caso ha sido posible identificar agrupaciones de individuos con patrones alimenticios específicos en torno a las zonas más relevantes, como, por ejemplo, el ábside de las iglesias. De hecho, a pesar del lugar marginal en el que terminaron siendo enterrados, las dietas de los individuos hallados en silos y pozos probablemente estaban basadas en el mismo tipo de productos.”

Por último, García Collado ha llevado a cabo una revisión de todos los casos de estudios contemporáneos situados en Europa y alrededor del Mediterráneo. “Las poblaciones ibéricas eran similares a las de otras regiones del sur de Europa, en las que también predominaban las dietas terrestres ampliamente basadas en cereales, frutas y verduras, con aportaciones más pequeñas de mijos y panizo y contribuciones muy variables de proteínas de origen animal. Por lo tanto, está claro que Iberia participaba de las mismas dinámicas que otros territorios europeos y mediterráneos”, concluye la investigadora de la UPV/EHU.

Referencia:

García Collado, M.I. (2020) Social archaeology of food in early medieval rural Iberia (5th-9th c. AD) UPV/EHU URI: http://hdl.handle.net/10810/50611

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo La alimentación durante la Alta Edad Media ibérica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maddi Astigarraga

Plateretik laborategira eraman ditu gaurkoan Kiñuk gurean hain ondo ezagutzen ditugunak: piperrak. Horien atzean dagoen kimika azaltzen digu ulertzeko haien ezaugarriak.

Piperrak kapsaizina izeneko molekula dute: kolorerik, zaporerik, usainik eta lipofilorik gabeko konposatu alkaloidea, hau da, gantzetan disolbatzen dena. Barietate bakoitzak bere kontzentrazioa du. Hazkuntza-baldintzen, fruituaren adinaren eta barietatearen arabera aldatzen da kontzentrazioa, hau da, genetikaren arabera. Ur faltak eta hazkuntzan estresak kontzentrazioa areagotzen du. Eta hau jakinda, gure kiriñikoak azaltzen digu ez dela soilik erabiltzen gastronomian.

Hilero, azkenengo ostiralean, Kiñuk bisitatuko du Zientzia Kaiera bloga. Kiñuren begirada gure triku txikiaren tartea izango da eta haren eskutik gure egileek argitaratu duten gai zientifikoren bati buruzko daturik bitxienak ekarriko dizkigu fin.

Egileaz:

Maddi Astigarraga Bergara (IG: @xomorro_) Biomedikuntzan graduatua, UPV/EHUko Ilustrazio Zientifikoko masterra egin du eta ilustratzailea da.

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Dotar a la catenaria de una red funcional para detectar incidencias en el contacto con el pantógrafo es algo que se hace de manera muy puntual, y tan solo en líneas con tráficos de alto valor añadido. Esto significa alta velocidad, aunque para nada los problemas se limitan a estos trayectos. La diversidad de operadores surgida de la liberalización, unida al aumento de los tráficos de todo tipo que deberá absorber el ferrocarril para reducir al máximo las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera en el transporte hacen necesario poder monitorizar el estado de la interfaz pantógrafo-catenaria en más puntos y todo tipo de líneas. Alta velocidad desde luego, pero también mercancías y cercanías.

Salida de la estación Málaga-María Zambrano. Foto: Iván RiveraLa nueva generación de sensores

Desde 2022 y en el marco del proyecto ALTIUMCAT, financiado con cargo a fondos del Instituto de Competitividad Empresarial de la Junta de Castilla y León, la empresa española TELICE está prototipando, con el apoyo del Instituto Tecnológico de Castilla y León (ITCL) un nuevo tipo de sensor para registrar el comportamiento dinámico de la interfaz pantógrafo-catenaria: TELICE DYNTACT® [Rivera Rodríguez 2023].

El nuevo sistema realiza la monitorización del desplazamiento del hilo de contacto al paso de un pantógrafo mediante sensores láser de triangulación de ultra largo alcance. En el interior de estos equipos hay un láser de estado sólido cuyo haz impacta sobre un objetivo cuya distancia queramos registrar. El rayo reflejado es captado por una lente con un ángulo ligeramente diferente. Tras ella, una matriz de líneas CCD (un tipo de dispositivo que transforma fotones en electrones) registra un impacto: la distancia del objetivo depende del punto excitado en dicha matriz. Como la medida se hace miles de veces por segundo, los cambios de la distancia del objeto monitorizado se registran al cambiar el punto excitado en la matriz CCD. De esta forma es posible alcanzar una precisión en el entorno de los cinco milímetros para medidas realizadas a dos metros y medio de distancia, más que suficiente para mejorar las capacidades de los sensores de las tecnologías anteriores.

Principio de funcionamiento de un sensor de triangulación láser. (Adaptado de [Hermary 2022])Sin embargo, esto no basta para registrar la posición del hilo de contacto. Su sección es relativamente pequeña (apenas 14,5 milímetros), por lo que apuntar el láser hacia el hilo puede ser una tarea complicada, requiriendo ajustes angulares del orden de minutos de arco. Además, el hilo puede moverse no solo en vertical, sino también transversalmente, bien porque el pantógrafo que pase por debajo tenga cierta desviación de alabeo, porque el punto de medida esté en una curva y la vía (y, por tanto, el tren y su pantógrafo) tenga cierto peralte o, de forma imprevisible, por el efecto de la componente lateral del viento.

Un elemento clave

Aquí entra en juego el segundo elemento clave de TELICE DYNTACT®: la placa reflectora. Sobre el hilo de contacto y sujeto a las ranuras superiores de su perfil que se utilizan para sujetarlo al resto de la estructura de la catenaria, se ubica una placa reflectora con forma de libro abierto hacia arriba y ejecutada en materiales ligeros y resistentes a la suciedad. Su «lomo», el vértice del diedro formado por los dos planos de la placa, se ubica paralelamente al hilo de contacto. La placa reflectora está en una zona sujeta a tensión eléctrica, pero no toca en ningún momento ninguna otra estructura. Es completamente pasiva. Además, su altura sobre el hilo de contacto está ajustada para que siempre se encuentre fuera del gálibo de implantación de obstáculos del pantógrafo, el contorno dentro del que no puede ubicarse ningún equipo. Se evita así cualquier posible perturbación o golpe.

El montaje completo tiene dos sensores láser de triangulación, ubicados sobre una ménsula auxiliar en un poste preexistente, bajo una visera protectora y apuntando hacia la placa reflectora con ángulos iguales y opuestos gracias a una plataforma de apuntado de precisión. Cada láser mide la distancia entre su posición y el plano del lado contrario de la placa reflectora. Disponer así de dos medidas en ángulos diferentes permiten resolver, mediante un simple cálculo trigonométrico, las variaciones de la posición del hilo de contacto en los ejes vertical y transversal.

Esquema simplificado de la geometría básica de TELICE DYNTACT®. ([Rivera Rodríguez 2023])¿Fallo estructural o alabeo del pantógrafo?

Por tanto, TELICE DYNTACT® no se limita a acotar la deflexión vertical máxima del hilo de contacto al paso de un pantógrafo. Su capacidad de medir simultáneamente posibles desplazamientos transversales está fuera del alcance de los sensores disponibles en el mercado. Gracias a una estación meteorológica auxiliar provista de anemómetro, puede correlacionar la medida transversal con la del viento local para determinar si la perturbación se debe al viento o a un alabeo anormal del pantógrafo.

El nuevo sensor ofrece la capacidad de monitorizar variaciones históricas en la respuesta del hilo de contacto, permitiendo estimar su desgaste o alertar de respuestas anormales de los sistemas de compensación automática de la tensión. Actúa como una alarma en caso de fallo estructural súbito, sabotaje o intento de robo del hilo. Su bajo consumo eléctrico permite alimentarlo con una placa fotovoltaica en un gran rango de latitudes, con lo que es independiente de cualquier fuente externa, simplificando mucho su instalación. Todo ello con un coste contenido que puede permitir su despliegue en todo tipo de infraestructuras ferroviarias provistas de catenaria flexible.

TELICE DYNTACT® ofrecerá, en virtud de su elevada frecuencia de muestreo, no solo cotas máximas de deflexión del hilo, sino su comportamiento ondulatorio completo hasta frecuencias por encima del kilohercio. Estos datos permitirán, por un lado, alimentar modelos digitales que ofrezcan, en un futuro próximo, una capacidad real de predecir el desgaste de la catenaria y adelantarse a sus fallos. Y por otro, harán posible profundizar en el conocimiento teórico de esta tecnología más que centenaria para, tal vez, dar el siguiente paso en su historia de innovación.

Bibliografía

[Hermary 2022] How do 3D scanners work?: Learn about machine vision. Hermary. (29/11/2022). https://hermary.com/learning/principles-of-laser-triangulation/

[Rivera Rodríguez 2023] Rivera Rodríguez, I. (2023). Dispositivo de medida del desplazamiento del hilo de contacto de una catenaria al paso de un pantógrafo. https://patentscope.wipo.int/search/es/detail.jsf?docId=WO2023002068&_cid=P20-LGKDSU-48947-1

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Del mismo autor:

Los límites del Hyperloop
El camión solar: ¿una posibilidad real?
Los límites del ferrocarril

Sobre el autor: Iván Rivera es ingeniero especializado en proyectos de innovación de productos y servicios para ferrocarriles.

El artículo La catenaria: la dinámica de la interfaz con el pantógrafo (4/4) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Aitor Alaña, J. Gonzalo Muga eta Marisa Pons

Egunero erabiltzen ditugun tramankulu elektronikoen oinarriak diodoak dira, haien bidez lortzen dugu ordenagailu, telefono eta abar sortzea. Teknologia horren printzipioa elektrizitatearen korronte asimetria da, hots, norabide batean eroale izatea eta bestean aldiz isolatzaile. Ezaugarri horiei esker ingeniariek ate logikoak sortu ditzakete, edozein programaren atal oinarrizkoenak. Horretaz gain, noski, guztiz beharrezkoak dira argi indarra kontrolatzeko, zirkuitu elektrikoen diseinuan erabili daitekeen tramankulu garrantzitsua baita diodoa.

Lan honetan diodo baten modeloa ikertzen dugu, baina elektrizitatearen garraioaren ordez bero garraioa aldatzen duena, alde baterantz bero eroalea eta besterantz isolatzailea izanik. Hau da, alde bat (adibidez ezkerra) bada beroen dagoena, beroa garraiatuko du alde hotzerantz, beste aldea (eskuina) bada beroa, ordea, ez du berorik garraiatuko.

Irudia: Teknologia kuantiko askotarako ioi harrapatuen sistemak proposatzen dira, eta sistema haietan ioiek duten tenperaturaren kontrolak asko lagun dezake. (Argazkia: Karolina Grabowska – erabilera libreko irudia. Iturria: Pexels.com)

Oro har ez da erraza horrelako tramankulu bat imajinatzea, izan ere eguneroko bizitzan ez dugu diodo termikorik ikusten. Hala ere, esan beharra dago esperimentu bidez frogatu dela diodo termikoen existentzia, bai kasu mikro baita makroskopikoetan. Gure ikerketan kasu mikroskopikoa aukeratu dugu, baina zergatik? Teknologia kuantikoen munduan izan dezakeen garrantzia dela eta. Teknologia kuantiko askotarako ioi harrapatuen sistemak proposatzen dira, eta sistema haietan ioiek duten tenperaturaren kontrolak asko lagun dezake. Horretaz gain, badira proposamenak ordenagailu mota berriak sortzeko, bero ordenagailuak, korronte elektrikoen ordez korronte termikoak baliatuko lituzketenak.

Modu asko daude behar ditugun diodo termiko horiek eraikitzeko, baina guk modelo sinple bat asmatu dugu, bi ioi baino ez dituena. Ioi bakoitza bainu termiko batean dago, bata hotza eta bestea beroa, haien artean lotuta daudelarik potentzial harmoniko baten bidez. Bainu termikoak laser bidez lortzen dira, matematikoki funtzio aleatorioen bidez deskribatuz. Diodo hori sortzeko bi ioiak ezin dira berdinak izan, ezberdintasun bi sartzen dizkiegu: 1) masa ezberdinak, 2) bainuarekiko duten kontaktua (marruskadura koefiziente bidez deskribatua) ezberdina izatea kasu bakoitzeko. Lanean zehar propietate bien arteko zatiketa erabiliko dugu parametro gisa, hots, partikula baten masa zati bestearen masa eta abar. Masa ezberdintasun eta marruskadura koefizienteak aldatzen ditugu diodoa diseinatzeko, gure helmuga gisa diodoaren errektifikazioa (norabidearekiko menpekotasunaren garrantzia) eta transmititu daitekeen korrontea (eroalea denean) maximizatzea da.

Adierazpen sinple batzuk aurkitu ditugu diseinua burutzeko, hau da, badaude parametroen arteko erlazio pribilegiatu batzuk errektifikazio maximoa sortzen dutenak. Lanean poliki poliki erakusten dira izandako aurkipenak, eta beste proposamenentzako aurkipen horiek duten garrantzia. Ez dugu garapen matematiko analitikoa pausoz pauso erakusten, izan ere oso konplikatua da, eta beraz emaitza esanguratsuak baino ez dira azaltzen artikuluan. Oraintxe bertan Amerikako Estatu Batuetako talde esperimental bat buru belarri ari da lanean proposatzen den modeloa inplementatzeko, lortu ditugun emaitzak esperimentu bidez baieztatzeko aukera emango diguna. Beraz, sinplea izan arren, posible da bi ioiekin bakarrik diodo bat sortzea.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena: Bi oszilagailu harmonikodun eredu minimalista
  baten bidezko bero-errektifikazioa
• Laburpena: Bero-errektifikazioa aztertzen dugu harrapatutako bi atomo ezberdinez osatutako modelo minimalista baten bidez. Atomoek indar linealak jasaten dituzte laserren bidez sorturiko Langevin bainu efektiboekin kontaktuan, Doppler efektuaren bidez sortuak. Egoera egonkorreko korronteen adierazpen analitikoak lortzen ditugu. Sistema lineal honetan bero-korronte asimetrikoa lortzen da bainuen tenperatura eta bainuek sistemarekiko duten akoplamendua aldi berean trukatzen badira. Modelo honen parametro- espazioa ere aztertzen dugu bero-korronte asimetria maximizatzeko.
• Egileak: Aitor Alaña, J. Gonzalo Muga eta Marisa Pons
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 67-84
• DOI: 10.1387/ekaia.23250

Egileez:

Aitor Alaña, J. Gonzalo Muga eta Marisa Pons UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Fisika Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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La expresión latina “vox populi”, cuya traducción literal sería “voz del pueblo” y que, según el diccionario de la lengua española de la RAE, es utilizada “para indicar que algo es conocido y repetido por todos”, fue el título de una carta que el polímata (antropólogo, geógrafo, explorador, inventor, meteorólogo, estadístico, psicólogo y eugenista) británico Francis Galton (1822-1911), que entre otras cuestiones fue un pionero en la identificación mediante huellas dactilares o en el estudio de la predicción del tiempo, publicó en la revista científica Nature en 1907.

Fotografía del científico británico Francis Galton (1822-1911), realizada por Eveleen Myers (née Tennant) en la década de 1890. Imagen de la National Portrait Gallery

El texto original de la carta Vox populi, publicada por Fancis Galton en la revista Nature, que podéis encontrar en la página de la propia revista o en la página web sobre Francis Galton, empieza así.

En estos días democráticos, cualquier investigación sobre la fiabilidad y peculiaridades de los juicios, u opiniones, populares es de interés. El material que vamos a discutir se refiere a un asunto menor, pero que viene al caso.

El asunto al que se refiere en su carta, y que utiliza para defender la “sabiduría de las multitudes” (del pueblo), tiene que ver con una visita que realizó a una feria anual de ganado voluminoso y aves de corral que había tenido lugar en la ciudad portuaria de Plymouth (condado de Devon, Inglaterra).

Primera página de la carta, titulada “Vox populi”, publicada por el científico británico Francis Galton en la revista científica Nature, en 1907

En su carta, Galton explica que en dicha feria de ganado se celebró una porra, es decir, una apuesta pública, para adivinar el peso de un buey ya descuartizado. Las personas participantes en la misma compraron, por un módico precio, una tarjeta en la que escribieron sus datos personales de contacto, así como su estimación del peso del buey descuartizado. Y los que más se acercaron a la cantidad real recibieron un premio. Entre las personas que visitaron la feria y se animaron a participar en la porra se enviaron 787 tarjetas, es decir, 787 estimaciones del peso del buey. Galton solicitó a las personas que organizaban la porra que le diesen dichas tarjetas para poder analizar estadísticamente los resultados de la misma, como así ocurrió.

Con dicha información en su poder, ordenó todas las estimaciones sobre el peso del buey, que iban desde 1.074 libras (unos 487 kilos) hasta 1.293 libras (unos 586 kilos), y tomó el valor que estaba en el medio (lo que en estadística se llama la mediana), que era de 1.207 libras (unos 547 kilos), como el valor que podría ser más democrático, que podía representar el saber popular, ya que cualquier otra cifra (que no sea la que está en el medio tendrá a más de la mitad de las personas pensando que es muy alta o muy baja).

El peso que tenía el buey descuartizado objeto de la porra resultó que pesaba en realidad 1.198 libras (unos 543 kilos). Y podemos pensar, como así hizo Galton, que el valor del medio -el que recogía el saber popular- de 1.207 libras (547 kilos) estaba muy cerca del valor real, es decir, de las 1.198 libras (543 kilos) que hemos mencionado, solo se había desviado en 9 libras (4 kilos), que no es mucho. De hecho, la mediana, considerada por Galton como el valor más democrático, se alejaba menos de un 0,8% del valor real.

Ante lo que el científico comenta, en su carta, que este es un resultado “más digno de confianza para un juicio democrático de lo que cabría esperar”. Es decir, este es un buen ejemplo de cómo la estadística puede ayudar a obtener información de la realidad.

Tabla con la distribución de las estimaciones de la porra sobre el peso del buey en la feria de ganado celebrada en Plymouth en 1907. Se indican los diferentes percentiles, en particular el percentil 25 que es de 1.162 libras, que se aleja en 45 libras (20,4 kilos) de la mediana (1.207 libras), y el percentil 75 que es de 1.236 libras, que se aleja en 29 libras (13,2 kilos) de la mediana, luego no nos encontramos con una distribución simétrica

 

Por supuesto que esa “sabiduría de las multitudes” también es susceptible de ser manipulada. Imaginemos en el caso de la porra de la feria de ganado de Plymouth si alguien hubiese hecho correr el bulo de un peso alejado del real, como 1.150 libras, lo que habría provocado que muchas personas subestimaran el peso del buey descuartizado y la mediana se alejase más aún del peso real. Aunque para esta cuestión también podemos utilizar la estadística y extraer interesantes conclusiones, aunque ese es otro tema.

Bibliografía

1.- Francis Galton, Vox populi, Nature 75, pp. 450-451, 1907.

2.- David Spiegelhalter, El arte de la estadística, cómo aprender de los datos, Capitán Swing, 2023.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo Vox populi, la sabiduría de las multitudes se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez

Azkenaldian ezagunak egin dira Iberiar penintsulako orkak, eta ez bereziki modu positiboan. Badirudi orka azpi-populazio horrek jarrera berri bat ikasi duela, eta itsasontzi batzuekin kontaktu zuzena izan dute behin baino gehiagotan. Komunikabide batzuk eta sare sozialak maltzurtzat jotzen ari dira animalia horiek, gizakiaren kontrako erasoak egiten ari direla argudiatuz. Sortzen ari den iskanbila ikusirik, Portugal, Espainia eta Frantziako hainbat ikertzaile batu dira, jokabide horren nondik norakoak ulertzen saiatzeko asmoz.

Iberiar penintsulan bizi diren orkek azpi-populazio bat osatzen dute, geografikoki eta genetikoki isolatua. Gibraltarko itsasartetik Galiziararteko uretan ibiltzen dira, Portugalgo kostalde atlantikoan barrena. Lerro matriarkalek osatzen dituzte orken populazioak (eme heldu batek eta haren ondorengoek), eta Iberiar penintsulako azpi-populazioan, zehazki, eme matriarkari Gladis izena eman zitzaion. Horregatik, azpi-populazio osoari erreferentzia egiteko Gladis orkak esaten zaie.

1. irudia: Iberiar penintsulako orka azpi-populazioan, eme matriarkari Gladis izena eman zitzaion. Horregatik, azpi-populazio osoari erreferentzia egiteko Gladis orkak esaten zaie. (Argazkia: Felix Rottmann – erabilera libreko irudia. Pexels.com)

Iberiar penintsulan, historikoki, gizakion ekintzak gainjarri izan dira orken habitatarekin eta bizimoduarekin. Kristo aurreko 77 urtean dagoeneko erromatarren izkribuek orkak aipatzen zituzten penintsularen hegoaldean. Erdi Aroan, berriz, arrantzaleek lagungarri zituzten orkak hegalaburrak arrantzatzeko. Orken ehizatzeko estrategia hegalaburrak kostaldearen kontra bultzatzea zen, eta arrantzaleak une horiez baliatzen ziren beraiek ere hegalaburrak errazago harrapatzeko. Beste dokumentu batzuek aipatzen dute garai haietan bertan ere orkak arrantzaleen sareetan harrapaturik gelditzen zirela.

Gaur egun, Gladis azpi-populazioa hegalaburraz elikatzen da gehienbat, eta bi estrategia erabiltzen dituzte hiek ehizatzeko. Batetik, aktiboki ehizatzen dituzte, eta bestetik, Gibraltarreko itsasarteko arrantzaleen pita luzeetan erortzen diren hegalaburrak harrapatzen ikasi dute, ahalegin gutxiagorekin jaki asko lortzen baitute. Bigarren estrategia gauzatzeko, orkek arrantzaleen pitak jarraitzen dituzte bertan hegalaburrik ba ote dagoen arakatuz. Topatzen badituzte, arrainak eskuratzen saiatzen dira arrantzaleek pita uretatik kanpo atera aurretik. Metodo honek, ahaleginari dagokionez  efizienteagoa bada ere, baditu desabantailak; izan ere, orka asko ikusi izan dira zauri larriekin eta baita anputazioekin ere. Pita bera oso ebakitzailea izan daiteke, eta batzuetan, zuzenean arrantzaleekin izandako gatazken ondorioz zauritzen dira. Hala, orka azpi-populazio honek jasaten dituen inpaktuen ondorioz, Lista Gorrian sartu du IUCN elkarteak (International Union for the Conservation of Nature, ingeleseko sigletatik), “kritikoki mehatxatua” kategorian. Horrek esan nahi du azpi-populazio honek desagertzeko arrisku handia duela egoera hobetzeko ekintzak aurrera eramaten ez badira, gaur egun edo etorkizun hurbilean.

2020an orkak eta itsasontziak zuzenean elkar eragiten hasi ziren Iberiar penintsulako kostalde atlantikoan. Helburu argirik gabe, orkak itsasontziei asko gerturatzen zitzaizkien, eta batzuetan haien kontra jotzen zuten. Zientzialariek ez zuten helburu argirik ikusten jarrera horren atzean. Hala, ikertzaile talde batek informazioa bildu du 2020tik gertatu diren mota honetako topaketen inguruan, orken motibazioa edo jarreraren jatorria ulertzea dutela helburu. Horretarako, topaketa bakoitzaren ezaugarriak aztertu dituzte, bi aldagai kontutan izanda: itsasontzi mota (motorduna, belaontzia, katamarana…) eta motor mota. Horretaz gain, urpekari batek Gladis orken kalitate handiko argazkiak atera ditu ur azpian, haiek zenbatu eta identifikatzeko. Ikertzaileek arreta handiz berrikusi dituzte argazki horiek, animaliek itsasontziekin ukituaren zantzurik (zauriak, orbainak, anputazioak…) ba ote zuten ikusteko. Hala bazen, animalia bakoitza identifikatzeko izen bat sortu zuten: “Gladis” izena lehenengo, eta horren segidan banako bakoitzarentzat beste izen bat.

2. irudia: ikertzaile talde batek informazioa bildu du 2020tik orkak eta itsasontziak zuzenean elkar eragindakoaren inguruan, orken motibazioa edo jarreraren jatorria ulertzeko. (Argazkia: Jo Kassis – erabilera libreko irudia. Pexels.com)

Gladis azpi-populazioa hobeto identifikatzeko, gainera, ikertzaileek mugikorretarako aplikazio bat sortu zuten. Aplikazio horren bidez, itsasontziz orkaren bat ikusi zuen orok informazio hori gorde ahal zuen, eta datu horiek zuzenean ikertzaileei iristen zitzaizkien. Bilduma horretan, aplikazioaren erabiltzaileek zehaztu behar zuten ea orken ikuskatze arrunt bat izan zen, edo kontrara, orkek itsasontziak elkar eragin ote zuten. Sailkapen horrekin batera, data, ordua eta koordenatuak gordetzen ziren bilduman. Orkek eta itsasontziak elkar eragin bazuten, ikertzaileak zuzenean jartzen ziren harremanetan nabigatzaileekin, informazio zehatzagoa biltzeko eta argazki edo bideorik egin bazuten, material hura eskatzeko.

Guztira, 119 erregistro bildu zituzten aplikazioaren bitartez, eta horietatik 49tan orka taldeak itsasontziak elkar eragin zuten moduren batean edo bestean. Bildutako argazki eta bideoekin, 30 orka indibiduo identifikatu zituzten populazioan; horietatik 9k soilik zuten jarrera berezi hori. Jasotako informazioaren arabera, ikertzaileek ikusi zuten orken talkak jasotzen zituzten itsasontzi gehienak belaontziak zirela, eta kasu gehienetan, animaliek ontziaren leman jartzen zuten arreta soilik. Batzuk gerturatu besterik ez ziren egiten, besteek kontaktua egiten zuten lemarekin, eta batzuetan, lema mugitzen saiatzera edota barkua gelditzera iristen ziren.

Emaitza horiek ikusirik, ikertzaileek ez dute erantzun ziurrik ikusten orken helburuen inguruan, baina azaldu dute hiru hipotesi posible egon daitezkeela: aukeretako bat da orketako batek edo batzuek gertaera traumatiko bat eduki izana itsasontziren batekin (talka bat, adibidez), eta jarrera hori traumaren erantzuna izatea. Beste aukera posible bat da hainbat faktoreren nahasketa izatea orkak asaldatu dituena (harrapakin eskasia, itsasontziek sortutako asaldura, arrantzarekin arazoak…). Azkenik, ikertzaileek uste dute jakinmin hutsa ere izan daitekeela orken jarreraren atzean dagoena, ezin baita ahaztu oso animalia argiak direla.

Gaur egunera arte, ez da inoiz jaso orka basatiek gizakien heriotzarik eragin dutenik. Espezie oso estigmatizatua da, eta ez dio laguntzen hainbat hizkuntzatan ematen zaion “hiltzaile” izenak (orca asesina gaztelaniaz edo killer whale ingelesez). Espezie estigmatizatuek, gizartearen beldur edo gorrotoa dela eta, arriskua dute kontserbazio-arazo gehiago izateko, eta, izatez, orkek beste edozein harrapariren jarrera dute. Gauzak honela, irakurri eta entzun ditugun berri katastrofiko eta beldurgarriak alde batera utzita, ezin liteke baieztatu Iberiar penintsulako orkak zuzenean gizakia erasotzen ari direnik.

Erreferentzia bibliografikoa:

Esteban, Ruth; López, Alfredo; de los Rios, Álvaro Garcia; Ferreira, Marisa; Martinho, Francisco; Méndez‐Fernandeza, Paula; Andréu, Ezequiel; García‐Gómez, José C; Olaya‐Ponzone, Liliana; Espada‐Ruiz, Rocío; Gil‐Vera, Francisco J.; Bernal, Cristina Martín; Garcia‐Bellido Capdevila, Elvira; Sequeira, Marina eta Martínez‐Cedeira, José A. (2022). Killer whales of the Strait of Gibraltar, an endangered subpopulation showing a disruptive behavior. Marine Mammal Science, 38(4), 1699–1709. DOI: 10.1111/mms.12947

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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Un flujo de agua sobre una superficie de átomos de carbono, como la que constituye el grafeno, se rige por una fricción cuántica. Ahora se ha demostrado experimentalmente este fenómeno inusual con técnicas láseres ultrarrápidas. Los resultados se podrían aplicar en procesos de purificación y desalinización del agua e incluso a ordenadores basados en líquidos.

Ilustración: Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation

Durante los últimos 20 años, los científicos han estado desconcertados por cómo se comporta el agua cerca de las superficies de carbono. Puede fluir mucho más rápido de lo que se esperaría según las teorías de fluidos convencionales o adoptar disposiciones extrañas, como el hielo cuadrado.

Ahora, un estudio experimental desvela que el agua puede interactuar directamente con los electrones del carbono: un fenómeno cuántico muy poco habitual en dinámica de fluidos.

Sabemos que un líquido como el agua está formado por pequeñas moléculas que se mueven al azar y chocan constantemente entre sí. Un sólido, en cambio, está formado por núcleos atómicos en posiciones más o menos fijas sumergidos en una nube de electrones. En los modelos usuales se supone que los mundos sólido y líquido solo interactúan mediante colisiones de las moléculas líquidas con los “átomos” del sólido, es decir, se asume que las moléculas líquidas no “distinguen” los electrones del sólido.

Sin embargo, hace poco más de un año, un estudio teórico que cambió este enfoque propuso que, en la interfase agua-carbono, las moléculas del líquido y los electrones del sólido se empujan y tiran unos de otros, ralentizando el flujo del líquido: este nuevo efecto se denominó fricción cuántica. Sin embargo, la propuesta teórica carecía de verificación experimental.

El equipo estudió una muestra de grafeno —una monocapa de átomos de carbono dispuestos en forma de panal—. Utilizaron pulsos ultracortos de láser rojo (con una duración de solo una millonésima de milmillonésima de segundo) para calentar instantáneamente la nube de electrones del grafeno. A continuación, controlaron su enfriamiento con pulsos láser de terahercios, sensibles a la temperatura de los electrones del grafeno. Esta técnica se denomina espectroscopia de bomba óptica y sonda de terahercios.

Para su sorpresa, la nube de electrones se enfrió más rápido cuando el grafeno se sumergió en agua, mientras que la inmersión del grafeno en etanol no supuso ninguna diferencia en la velocidad de enfriamiento. Una posible explicación era que los electrones calientes empujan y tiran de las moléculas de agua para liberar parte de su calor: en otras palabras, se enfrían por fricción cuántica. Los investigadores profundizaron en la teoría y, efectivamente, la fricción cuántica agua-grafeno podía explicar los datos experimentales.

Lo que hace especial al agua en este caso es que sus vibraciones, denominadas ‘hidrones’, están en sincronía con las vibraciones de los electrones del grafeno, denominadas plasmones, de modo que la transferencia de calor grafeno-agua aumenta gracias a la resonancia.

Los experimentos confirman así el mecanismo básico de la fricción cuántica sólido-líquido. Esto tendrá implicaciones para los procesos de filtración y desalinización, en los que la fricción cuántica podría utilizarse para ajustar las propiedades de permeación de las membranas nanoporosas. Si se aprende a controlar la interacción agua-electrón, otras aplicaciones son imaginables en electrocatálisis y fotocatálisis en la interfaz sólido-líquido. Y, ya puestos, ordenadores basados en fluidos.

Referencia:

Yu, X., Principi, A., Tielrooij, KJ. et al. (2023) Electron cooling in graphene enhanced by plasmon–hydron resonance. Nat. Nanotechnol. doi: 10.1038/s41565-023-01421-3

 

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2)

El artículo Fricción cuántica agua-grafeno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Ziur jende guztiak entzun duela, testuingururen batean edo bestean, Antropozeno terminoa, eta berehala lotu duela Geologiarekin. Denbora geologikoaren ilustrazio deigarri batzuetan ere ikusiko zenuten akaso, aro modernoena eta garaikidea gisa irudikatuta. Ez ote dugun Euskaltzaindiaren Hiztegian honelako sarrera bat topatuko: “adj./iz. Geol. Epoka batez mintzatuz: Kuaternarioko berriena, XX. mendearen erdialde ingurutik gaur egun arte hedatzen dena. Giza ekintzak sistema naturalak modu global eta sinkronikoan aldatzeak ezaugarritzen du”.

Aurrekari horiekin, pentsatzekoa da Antropozeno termino geologiko bat dela benetan, Lurraren historian, gauden aroa definitzen duena. Baina hala al da? Hori egiaztatzeko, lagun zahar batengana jo behar dugu: nazioarteko taula kronoestratigrafikoa edo garai geologikoen taula. Geologiaren ikuspegitik, gure planetak bere historia luzean izan dituen faseei izena emateko erreferentzia baliagarri bakarra da. Eta taularen bertsiorik eguneratuenari erreparatzen badiogu, “Antropozeno” hitza ez da inon agertzen. Holozeno epokako Meghalayarrean bizi gara, periodo kuaternarioan.

1. irudia: Ray Troll artistaren 2017ko “Cruisin’ the Fossil Coastline” laneko ilustrazioa, zeinak Antropozenoa aro geologikorik modernoena gisa irudikatzen duen. (Iturria: Ray Troll)

Orduan, nondik dator Antropozenoak geologikoki gaur egungo unea irudikatzen duelako ideia? Murgil gaitezen historian, hori deskubritzeko. 2000. urtean, Paul Crutzen kimikari atmosferiko nederlandarrak, gure planetaren egoerari buruzko hitzaldi batean, bat-batean oihukatu zuen ez geundela Holozenoan, Antropozenoan baizik (bi hitz grekotatik datorren terminoa: anthropos –gizakia– eta kainos –berria–). Ezusteko etenaldi horrek, baita Crutzenek sortu zuen izen deigarri hark ere, bertaratutako jendeak kontzeptu hura onartzea eragin zuen. Kimikariak ideia hori garatu zuen orduan, gizakiak naturan azken urteetan izandako eragina agerian uzteko froga zientifikoak bilatuz. Eta ondorioa latza izan zen: atmosferan berotegi-efektuko gasen presentziaren hazkunde berdingabea, baliabide naturalen kontsumoaren igoera esponentziala, tenperaturaren eta itsas mailaren igoeraren bizkortzea, biodibertsitatearen galeran abiadura handiagoa, gero eta muturreko gertakari klimatiko errepikakorragoak eta abar, gauza bakarra adierazten zutenak: gizakia gai izan dela gure planetako ziklo biogeokimiko naturalak aldatzeko azken hamarkadetan.

Are gehiago, arazo horiei guztiei hasiera data bat eman ahal izan zaie: XX. mendearen erdialdea. Zehazki, 1950etik aurrera, adierazle sozioekonomiko eta ingurumen-adierazle horiek guztiek hazkunde esponentziala izan zuten, eta gainera, mundu osoan marka kronologiko bat utzi zuten bonba nuklearren probak egin zituzten; beraz, urte hori Antropozenoaren hasiera ofizialtzat hartzen da.

2. irudia: denbora geologikoen taularen bertsiorik eguneratuena (2023ko apirilekoa). Ez da Antropozeno hitza agertzen Kuaternarioaren barruko denbora-banaketan. (Iturria: stratigraphy.org)

Komunitate zientifikoaren zati handi batek Crutzenen proposamenak onartu eta aurreko garaiez bestelako batean gaudela irmo baieztatu badu ere, zer iritzi du arlo geologikoak? Bada, saltsa ederra dago. Alde batetik, Jan Zalasiewicz geologo britainiarrak Antropozenoa sutsuki defendatzen du Kuaternarioko epoka geologiko berri gisa, eta ehunka espezialista bat datoz haren proposamenarekin. Izan ere, gai horri buruzko lantalde bat eratu du Zientzia Geologikoen Nazioarteko Batasunean. Bestalde, Zientzia Geologikoen Nazioarteko Batasuneko gainerako batzordeetako kide gehienak ez daude harekin ados.

Garai geologiko berri bat definitzeko, gaur egun, arazo nagusia denboraren kontzeptua da. Hamarkada batzuk baino irauten ez dituen gertaera batek, ziur asko milaka edo milioika urte barru erregistro geologikoan egongo ez denak, ez du nahikoa funtsik, Zientzia Geologikoen Nazioarteko Batasunaren egungo araudi formalen barruan, denbora geologikoen taularen barruan denbora-banaketa berritzat hartu ahal izateko.

Geologiako espezialisten arteko eztabaida hori gorabehera, antropozenoa, eta oraingoan letra xehez idatzi dut, ez da Lurraren historiako epoka berri bat. Ez, behintzat, oraingoz. Hasieran aipatu dugun hiztegiko sarrera, beraz, guztiz okerra litzateke.

3. irudia: “Beachrock” edo hondartza zementatu izeneko harri baten xehetasuna, galdaketa-zepek, adreilu erregogorren zatiek eta plastiko hondarrek osatua, Gorrondatxe hondartzan (Getxo, Bizkaia). (Argazkia: Iranzu Guede Sagastizabal.)

Jakina, ez dut esan nahi giza ekintzak ingurune naturalean lagatako aztarna oso agerikoa ez denik. Horren adibide oso deigarri eta nahiko gertuko bat nahi baduzue, Gorrondatxe hondartza bisita dezakezue, Bizkaian. Bertan, duela berrehun urte baino gutxiago Nerbioi ibaiaren bokalean itsasora isuritako metalurgia-industrietako hondakinen zementazioak sortutako arrokak aurkituko dituzue: galdaketa-zepak, adreilu erregogorrak, beirak, plastikoak, aluminio-latak… baina Antropozenoa ez da existitzen eskala geologikoko denbora-kontzeptu gisa. Existitzen da, ordea, planetako baliabideak neurriz kanpo kontsumitzeko giza joera burugabearen definizio gisa. Beraz, ez ditzagun terminoak nahastu eta jarrai dezagun Holozenoan bizitzen, Zientzia Geologikoen Nazioarteko Batasunak kontrakoa esan artean.

Egileaz:

Blanca María Martínez (@BlancaMG4) Geologian doktorea da, Aranzadi Zientzia Elkarteko ikertzailea eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko laguntzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko ekainaren 22an: ¿Existe el Antropoceno con mayúsculas?.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Hay términos que a priori pueden parecer poco relacionados con la geología -al menos en un sentido estricto- pero que son capaces de condicionar, por ejemplo, el clima de un planeta, y con ello su dinámica externa, dejando una impronta en procesos erosivos y deposicionales, hasta el punto de que podemos aproximarnos a la historia climática de un planeta como puede ser la Tierra o Marte a través de su geomorfología o de su sedimentología. La palabra en cuestión que hoy nos trae aquí es oblicuidad, o lo que es lo mismo, la inclinación del eje de rotación de un planeta con respecto al plano orbital, y de la que podemos decir que cuanto mayor sea el ángulo, más extremas serán las estaciones, aunque con sus particularidades para cada zona del planeta.

Podríamos pensar que los planetas mantienen estable a lo largo del tiempo esta inclinación del eje de rotación, pero lo cierto es que no es así, sino que hay ciclos en los cuales este valor va cambiando entre momentos de mayor y menor oblicuidad. En nuestro planeta estos cambios son relativamente pequeños -entre 22,1º y 24,5º -, pero en Marte su oblicuidad puede oscilar en ocasiones entre valores cercanos a los 10º, periodos de baja oblicuidad, a otros en los que su eje se inclina por encima de los 40º.

Recreación de como podrían ser de extremos los ciclos de oblicuidad en Marte. En la actualidad estaría en una situación similar a la de la imagen superior izquierda. Cortesía de la NASA/JPL-Caltech.

Los momentos en los que Marte tuviese una mayor oblicuidad serían perfectos para que hubiese una transferencia importante de masa de los polos a la atmósfera, es decir, que una parte del dióxido de carbono que se encuentra formando hielo en estos depósitos polares, acabase sublimándose y permitiese un aumento de la presión atmosférica, pudiendo llegar a valores que duplican la actual presión atmosférica, algo que facilitaría alcanzar mayores temperaturas así como unas condiciones de mayor estabilidad para la presencia de agua líquida en la superficie.

Pero regresemos a la geología. En Marte aparecen una serie de pequeños barrancos que en nuestro planeta conocemos como cárcavas y que en la Tierra suelen estar formados por la erosión fluvial en zonas con pendiente, donde la fuerza del agua y a veces la poca competencia de los materiales -o incluso una baja proporción de materiales consolidados- permite que se produzca una incisión y el transporte de materiales ladera abajo.

Cárcavas en la Tierra, en este caso en la provincia de Guadalajara. Imagen cortesía del Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG)

Además, algunas de estas cárcavas observadas en Marte parecen relativamente recientes en tiempo geológico, algo que se aprecia porque conservan todavía muy bien su forma y no han sido alteradas en gran medida por otros procesos y porque no acumulan una gran cantidad de cráteres de impacto. Pero, si las condiciones actuales no permiten la presencia de agua líquida en la superficie -al menos no en los lugares ni en la cantidad para generar las poblaciones más recientes de cárcavas-, ¿cómo han podido formarse?.

Algunos estudios sugerían que estas estarían formadas por el hielo de dióxido de carbono, que durante su sublimación -el paso de sólido a gaseoso sin pasar por el líquido- provocaría que los materiales sobre -o debajo- de los que se encuentra se desestabilicen y caigan ladera abajo, a veces ayudados por el propio dióxido de carbono en estado gaseoso que serviría como una especie “lubricante” que facilitaría su transporte. Este mecanismo podría ser incluso funcional en la actualidad, especialmente durante la primavera y el verano marcianos en laderas iluminadas por el Sol.

Este proceso repetido a lo largo del tiempo daría lugar las cárcavas que observamos, como por ejemplo se describe en Pilorget et al. (2016). De algún modo podríamos decir que esta erosión sería “en seco”, ya que no necesita agua para explicar la formación de las cárcavas. Pero lo cierto es que hoy día, al menos en el tiempo que hemos podido observar el planeta rojo y estudiar los cambios que se producen en su superficie, las cárcavas no muestran una gran actividad, por lo que podrían ser una herencia de otros momentos de la historia de Marte más que representar una forma del modelado actual.

En este artículo nos referimos únicamente a las cárcavas que aparecen en las laderas de algunas montañas y cráteres, que parecen tener un origen diferente a aquellas que se forman en las dunas de zonas polares y donde parece que el agente erosivo es exclusivamente el dióxido de carbono a causa de los ciclos estacionales y que son más representativas del clima actual.

Un nuevo estudio publicado en la revista Science por Dickson et al. (2023) vuelve a poner en el punto de mira al agua como agente formador de las cárcavas. Hoy día, con la actual inclinación del eje de rotación de Marte, los lugares donde existen estas cárcavas no cumplen las condiciones de presión y temperaturas necesarias para que el hielo de agua que existe en el regolito u otros almacenes geológicos cercanos a la superficie pueda derretirse y permitir al agua bajar ladera abajo, pero cuando la oblicuidad del planeta se encuentra alrededor de los 35º, las condiciones serían favorables para la fusión del hielo y para que el agua se mantuviese estable en la superficie el tiempo suficiente de generar los procesos erosivos y el depósito de los sedimentos que observamos.

Cárcavas en Marte capturadas por el instrumento HiRISE. La pendiente de la imagen iría de izquierda -más alto- a derecha -más bajo-. Además, se puede apreciar como al final de las cárcavas aparecen una serie de “abanicos” como consecuencia de los materiales arrastrados por el agua. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/UArizona.

Para llegar a esta conclusión, los científicos han desarrollado un modelo climático en el cual han podido marcar las localizaciones de las poblaciones de cárcavas más recientes y ver en que momentos y bajo que condiciones la formación de estas podría darse de una manera más o menos simultánea, algo que parece explicarse muy bien mediante los ciclos de oblicuidad marcianos. De hecho, estos procesos formadores de las cárcavas podrían haberse repetido en los últimos millones de años, siendo la última vez hace aproximadamente unos 630.000 años.

Este descubrimiento tiene muchas repercusiones. El primero de cara a la exploración planetaria, ya que nos permitiría acceder a depósitos de hielo para su estudio, pero también de cara a la astrobiología, porque la presencia de agua líquida -aunque sea en momentos más o menos efímeros- podría ser importante para la vida en Marte si esta existiese, suponiendo estos intervalos de tiempo en los que hay agua líquida en superficie una especie de puente entre las condiciones frías y secas y otras que amplíen el rango de espacios habitables en el planeta.

Pero, sin lugar a dudas, estudios como estos ponen de manifiesto lo difícil que es a veces la interpretación de la geología en otros lugares diferentes a la Tierra. Es por ello que se necesitan aproximaciones multidisciplinares que nos permitan comprender un poco mejor la historia de los planetas y otros cuerpos del Sistema Solar.

Referencias:

Dickson, J. L., A. M. Palumbo, J. W. Head, L. Kerber, C. I. Fassett, y M. A. Kreslavsky. «Gullies on Mars Could Have Formed by Melting of Water Ice during Periods of High Obliquity». Science 380, n.º 6652 (30 de junio de 2023): 1363-67. https://doi.org/10.1126/science.abk2464.

Dickson, James L., y James W. Head. «The Formation and Evolution of Youthful Gullies on Mars: Gullies as the Late-Stage Phase of Mars’ Most Recent Ice Age». Icarus 204, n.º 1 (noviembre de 2009): 63-86. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2009.06.018.

Dundas, Colin M., Serina Diniega, Candice J. Hansen, Shane Byrne, y Alfred S. McEwen. «Seasonal Activity and Morphological Changes in Martian Gullies». Icarus 220, n.º 1 (julio de 2012): 124-43. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2012.04.005.

Dundas, Colin M., Alfred S. McEwen, Serina Diniega, Candice J. Hansen, Shane Byrne, y Jim N. McElwaine. «The Formation of Gullies on Mars Today». Geological Society, London, Special Publications 467, n.º 1 (enero de 2019): 67-94. https://doi.org/10.1144/SP467.5.

Treiman, Allan H. «Geologic Settings of Martian Gullies: Implications for Their Origins». Journal of Geophysical Research 108, n.º E4 (2003): 8031. https://doi.org/10.1029/2002JE001900.

Pilorget, C., y F. Forget. «Formation of Gullies on Mars by Debris Flows Triggered by CO2 Sublimation». Nature Geoscience 9, n.º 1 (enero de 2016): 65-69. https://doi.org/10.1038/ngeo2619.

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Las cárcavas marcianas y los ciclos de oblicuidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahúm Méndez

Gure giza ikuspegitik, askotan iruditzen zaigu gure eguzki sistema orain ikusten dugun bezalakoa izan dela beti. Batzuetan, geure planetarekin ere gertatzen zaigu; gizakiak jasanarazten dion aldaketa erritmo azkarragatik ez balitz, gelditasun sentsazio faltsua izango genuke zenbaitetan, baina hori ez dator bat errealitatearekin. Azken hamarkadetan konturatu gara gure eguzki sisteman maila guztietan ematen den planeta dinamismoa (atmosferak, kanpo prozesuak, barne prozesuak), oso garrantzitsua dela, bereziki oraindik barne beroa duten eta gainazala eralda dezaketen gorputzetan. Zehazki, zenbait tokiren dinamika handiak galdera asko sortzen dizkigu: planeta eraztunak. Izan ere, oraindik horiei buruzko xehetasun gutxi ezagutzen ditugu, besteak beste, nola sortu ziren –planetaren aldi berean sortu ziren ala geroko apaingarri bat diren– edo horiek «betirako» ote diren.

1. irudia: Saturnoren eraztun handientsuak, Cassini zundatik ikusita. (Irudia: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Cassini misioak Saturnoren eraztunak askoz ere hurbilagotik ezagutzeko aukera eman zigun. Batez ere bere misioaren azken uneetan, planetaren eta eraztunen artetik igarotzeko aukera izan baitzuen. Modelo berriak egiteko funtsezko irudiak eta datuak jaso zituen eta, horri esker, haien osaera eta funtzionamendua hobeto ezagutzeko aukera izan dugu. Datu horiek, bereziki azken bost urteetan, eraztunen adinaren inguruko hainbat ikuspuntu ekarri dizkigute.

Gaur egun, eraztunen eraketari buruzko teoria berrienak diosku duela 160 milioi urte inguru Saturnoren satelite bat, nagusiki izotzez osatua, planetara gehiegi hurbildu zela; Saturnoren grabitateak desintegratu egin zuen eta bere zatiek gaur egun ezagutzen ditugun eraztunak osatu zituzten (Wisdom et al. 2022).

Duela urte batzuk argitaratu zen artikulu batek (Iess et al. 2019) eraztunen adina 10 eta 100 milioi urte artekoa zela kalkulatzen zuena. Horrek agerian uzten zuen eraztunak geologikoki iritsi berriak izan zitezkeela (nahiz eta lehen aipatutako azterlanean baino gazteagoak izan). Halaber, artikuluak adierazten zuen gure bizitzan zehar horiek behatu ahal izatea zorte handia zela: eguzki sistemak 4.500 milioi urte inguru ditu eta eraztunak askoz lehenago sortu ahal zitezkeen.

2. irudia: Saturnoren eraztunen xehetasun bat. Ikusi irudian nabarmentzen den haien kolore argia; hori izotz partikulei esker gertatzen da, argia islatzen baitute. (Irudia: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Baina, adin tarte horiek zuzenak al dira? Aurtengo maiatzean argitaratu den ikerketa berri batek Saturnoren eraztunak zaharragoak direla dio: 400 milioi urte. Nola iritsi dira ondorio biribil horretara ikertzaileak?

Gure eguzki sisteman arroka partikulak etengabe mugitzen dira; horiek planeten gainazaletan metatu daitezke edo, kasu honetan, Saturnoren eraztunetako izotzaren gainean, eta analogia zilegi bazait, gure etxeetan gertatzen denaren antzekoa da: garbitzen ez dugunean eta dena hautsez estaltzen denean bezalakoa da.

2004tik 2017ra bitartean, Cassini zundaren Cosmic Dust Analyzerrak Saturnoren sistema zeharkatzen zuten hauts ale txikiak aztertu zituen, eta 163 hauts ale detektatu zituen; horiek ez zeuden planetaren orbitan, planetarekin gurutzatu ziren. Tresna hori zundarekin talka egiten zuen partikulen tamaina, abiadura eta konposizioa kalkulatzeko aukera ematen duen espektrometroa da.

Saturnoren eraztunak urezko izotzez osatuta daude nagusiki, baina % 0,1 eta % 2 artean material harritsuak dira; ziur asko, ale horietako asko Saturnoren sistematik kanpokoak izango dira. Denborak aurrera egin ahala, izotzaren eta harri partikulen arteko proportzio hori aldatzeaz gain, eraztunak ere ilunduz joango dira hauts pilaketaren ondorioz.

3. irudia: Saturnoren eraztunak oso leku konplexua dira, eta hainbat interakzio ematen dira horietan. Adibidez, Dafnis sateliteak –irudian ikusi daiteke–, besteak beste, eraztunaren partikulei eragiten dietena; horrela, hura moldekatzen dute eta, beren grabitatearen ondorioz, ondulazio horiek sortzen dituzte. (Irudia: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Datu horiekin, Saturnoren eraztunek hauts hori –partikula harritsuak– zein abiaduratan irabazten duten kalkulatu ahal izan da. Horrela, sorrerako urte posibleenen tartea zein den jakin ahal izan da, gutxi gorabehera 100 eta 400 milioi urte bitartean.

Hori bai, eraztunak ez dira betirako izango. Izan ere, horiek osatzen dituzten partikulak planetaren gainera erortzen doaz poliki-poliki eta, beraz, 100 milioi urte ingururen buruan, erabat desager daitezke, horiek birsortzen dituen mekanismorik ez badago.

Nahiz eta azken artikulu horiek eraztun gazteen sistemaren ildokoak izan, beste autore batzuek iradoki dute agian badirela eraztunen itxura gaztetzen duten prozesuak, tartean, partikula harritsuak eta konposatu organikoak lehentasunez ezabatzea. Hori horrela, eraztunak askoz zaharragoak izango lirateke, eta haien gaztetasuna irudipen hutsa.

Zalantzarik gabe, Saturnoren eraztunen adinaren gaiak gori-gorian jarraituko du Cassini misioak hartu dituen datuen berrinterpretazioari esker. Baina, haien adina edozein dela ere, zorionekoak gara une egokian gure eguzki sistemako eraztun sistema handientsuenaz gozatu ahal izan dugulako.

Erreferentzia bibliografikoak:

Iess, L.; Militzer, B.; Kaspi, Y.; Nicholson, P.; Racioppa, P.; Anabtawi, A.; Galanti, E.; Hubbard, W.; Mariani, M. J.; Tortora, P.; Wahl, S.; Zannoni, M. (2019). Measurement and implications of Saturn’s Gravity Field and ring mass. Science, 364, 6445. DOI: 10.1126/science.aat2965

Kempf, Sascha; Altobelli, Nicolas; Schmidt, Jürgen; Cuzzi, Jefrey N.; Estrada, Paul R.; Srama, Ralf (2023). Micrometeoroid infall onto Saturn’s rings constrains their age to no more than a few hundred million years. Science Advances, 9, 19. DOI: 10.1126/sciadv.adf8537

Wisdom, Jack; Dbouk, Rola; Militzer, Burkhard; Hubbard, William B.; Nimmo, Francis; Downey, Brynna G.; French, Richard G. (2022). Loss of a satellite could explain Saturn’s obliquity and young rings. Science, 377, 6612, pp. 1285–1289. DOI: 10.1126/science.abn1234

Egileaz:

Nahúm Méndez Chazarra geologo planetarioa eta zientzia-dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko maiatzaren 15ean: La edad de los anillos de Saturno.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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energía

Foto: Jordan McQueen / Unsplash

El metabolismo es el conjunto de transformaciones mediante las cuales, a partir de materia orgánica (la comida), agua y oxígeno, construimos nuestro cuerpo y generamos energía para todo proceso vital. Gastamos energía cuando hacemos ejercicio. Pero también al dormir, manteniendo y reparando el cuerpo. O pasando una agradable tarde de lectura: no olvidemos que mantener el cerebro “le cuesta” a un adulto el 20 % de toda su energía diaria.

El modo en que obtenemos y gastamos energía los humanos ha sido objeto de discusión en las ciencias y las humanidades. Más aún desde que se ha descubierto que contamos con un extra de energía inesperado. Comparados con otros primates, empleamos más energía de la que podría parecer necesaria por nuestras características físicas.

¿Por qué necesitamos los humanos ese extra de energía? Y ¿cómo la conseguimos?

Una de las respuestas más apasionantes a ambas preguntas tiene que ver con nuestra naturaleza biocultural.

La paradoja energética humana

Durante nuestra evolución hemos desarrollado rasgos que nos diferencian de nuestros parientes vivos más cercanos: crecemos más lentamente, desarrollamos un cerebro más grande, nos reproducimos más, vivimos más años y somos más resistentes en el ejercicio físico que chimpancés, bonobos y gorilas.

Estos rasgos son energéticamente caros, y hacerlos posibles a lo largo de nuestra vida es lo que se ha llamado la paradoja energética humana.

Hasta hace unos años, sorprendentemente nadie había comparado el gasto energético total entre humanos y grandes simios. El primero en hacerlo fue el biólogo experimental Herman Pontzer, que propuso que los humanos estamos metabolicamente “acelerados”. Esto significa que el linaje humano ha experimentado una aceleración en la tasa metabólica a lo largo de la evolución, proporcionando energía para cerebros más grandes y una reproducción más rápida sin sacrificar el mantenimiento del organismo y la longevidad. Pontzer lo describió como el extra inesperado de energía humana: gastamos más energía por unidad de masa que nuestros parientes más cercanos. Y eso se acompaña de un metabolismo particularmente acelerado.

La energía la distribuye el corazón

Si seguimos el rastro del gasto energético, el camino nos lleva directos al corazón, el órgano que ha encarnado la esencia de la vida a lo largo y ancho de nuestra historia. Siempre ha sido protagonista, desde la representación prehistórica en la Cueva del Pindal en Asturias hasta el énfasis actual en una buena salud cardiaca, pasando por su pesaje en el viaje al más allá en el antiguo Egipto, o su transformación en jaguar tras la muerte para los Waorani amazónicos.

El corazón provee a todo el cuerpo de la energía necesaria para toda la actividad fisiológica. Podemos cuantificar este suministro con el gasto cardiaco, que es el producto de la cantidad de sangre que bombeamos en un latido por el número de latidos por minuto.

Este flujo tiene un valor medio aproximado de cinco litros por minuto. Así mantenemos la circulación de materias primas (oxígeno y nutrientes) y de deshecho (dióxido de carbono, agua) de nuestro metabolismo, lo que nos lleva a la paradoja energética humana. Si comparados con otros grandes simios estamos metabólicamente acelerados (empleamos más energía por unidad de masa), podemos esperar que nuestro gasto cardiaco por unidad de masa también sea mayor.

Una manera de estudiarlo es midiendo el diámetro de la “tubería” por la cual sale del corazón toda la sangre de un latido. A partir de ecocardiografías en grandes simios vivos observamos que nuestra aorta es similar a la de los gorilas, que nos pueden duplicar en tamaño. De hecho, controlando por el peso tenemos una aorta mayor por unidad de masa que los gorilas. Para alimentar nuestro metabolismo acelerado tenemos un gasto cardiaco mayor por unidad de masa: una aorta de gorila en un cuerpo de humano.

Reproducción biocultural

¿Y bien? ¿Cómo sostenemos el sistema? ¿Cómo logramos esa energía extra que permite desarrollar un cerebro voraz o parir más que cualquier otro primate?

Una respuesta a estas preguntas la encontramos en nuestra naturaleza biocultural.

Pensemos en un ingrediente de la paradoja: nuestro gran cerebro. Termina de crecer en volumen aproximadamente a los seis años de edad, en un proceso tan costoso que frena el crecimiento corporal y emplea nada menos que el 40 % de la energía total diaria de los niños (y más del 65 % de la energía en reposo). De hecho, en la infancia tenemos un gasto cardiaco y quemamos más energía por unidad de masa que de adultos.

Pensemos ahora en otro ingrediente de la paradoja: nos reproducimos más. Las madres humanas tienen la capacidad de tener bebes a un ritmo mayor que otros grandes simios. Las humanas destetan a la cría para quedarse embarazada de nuevo cuando aquella todavía es dependiente y quema energía a una tasa muy elevada. Esto sólo es posible gracias a la provisión de cuidados y de comida nutritiva y procesada que proporciona la comunidad, una característica exclusivamente humana: no criamos solas.

Como sugiere el biólogo humano Barry Bogin, una clave es que los humanos practicamos una reproducción biocultural. En nuestra especie, el cuidado y provisión de las crías no es solo asunto de los progenitores. En esa tarea es fundamental el papel de abuelas, abuelos, hermanos y hermanas mayores, y otros familiares. Pero también el papel de otras personas del grupo cuyo vínculo se define culturalmente, más allá de la genética (las “tías” y “tíos” de la infancia, en realidad amigos cercanos de nuestros padres). Otra característica exclusivamente humana.

Siguiendo esta senda energética biocultural, se ha propuesto que, durante nuestra evolución, una de las soluciones para la búsqueda de alimento nutritivo fue el desarrollo de la caza y recolección y de la horticultura. Estas habilidades sociales, de grupo, nos permitieron mejorar nuestra tasa de retorno energético.

Mediante un proceso social complejo, intenso y costoso pero rentable, obtenemos más calorías en menos tiempo que los demás grandes simios. Así alimentamos la máquina.

La supervivencia del más amistoso

La reproducción biocultural y el aumento del retorno energético no se explican sin un aumento continuado de nuestra sociabilidad a lo largo de la evolución. Un aumento que seguramente se produjo en una retroalimentación que incluyó a otros hitos como el fuego, el lenguaje y el cocinado de los alimentos.

Tan llamativa es nuestra sociabilidad que se ha sugerido que nuestra evolución es un proceso de autodomesticación, de “supervivencia del más amistoso”.

Regresando a la perspectiva fundamental de los ciclos de materia y energía, los corazones y cerebros forman parte de metabolismos individuales entretejidos en un grupo social. Al fin y al cabo, forman parte de una matriz biocultural evolutiva capaz de costear nuestra paradoja energética.

El ensayo del recientemente fallecido Nuccio Ordine La utilidad de lo inútil expresa la profundidad de estos vínculos. En él, Ordine escribe: “La necesidad de imaginar, de crear, es tan fundamental como lo es respirar”. Así, según Ordine: “Esta respiración […] expresa el excedente de la vida respecto de la vida misma […], energía que circula de forma invisible y que va más allá de la vida, aún siendo inmanente a ella”.

Una evocadora reflexión para dar respuesta al inesperado extra de energía humana.

Sobre el autor: Luis Ríos Frutos es Profesor de Antropología en la  Universidad Complutense de Madrid

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo Por qué los humanos tenemos un extra inesperado de energía (y para qué sirve) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Zoologia

Jane Goodall, Dian Fossey eta Biruté Galdikas primatologo aitzindariak izan ziren XX. mendean. Hiru emakume horiek simio handiekin bizi izan ziren, eta beren lanari esker, jakintza asko batu da txinpantzeen, gorilenen, eta orangutanen jokabidearen inguruan. Louis eta Mary Leakey paleontologo bikote legendarioak aukeratu zituen hiru abenturazale horiek, sinesten baitzuten simio handiak ikertzea lagungarria izan zitekeela antzinako hominidoen jokabidea ulertzeko. Hiruen artean, Jane Goodallek txinpantzeak ikertu zituen, eta hari esker dakigu txinpantzeak orojaleak direla, eta erremintak egiteko gaitasuna dutela. Biruté Galdikas orangutanekin bizi izan zen Borneon hogei urte baino gehiagoan, eta Orangutanen Nazioarteko Fundazioaren sortzailea da. Jane Goodall, berriz, mendiko gorilen ikerketan aitzindaria izan zen, baina zoritxarrez, ezkutuko ehiztariek hil zuten gorilak babesteko egiten zuen ahaleginagatik. Emakume zientzialari hauei buruzko informazio gehiago Zientzia Kaieran: Emakumeen begirada aitzindaria primatologian.

Arkeologia

Mesolitoan sutegiak zeuzkaten kanpamenduak zeudela ondorioztatu du UPV/EHUk beste unibertsitate batzuekin elkarlanean. Ana Polo-Díaz ikertzaileak azaldu duenez, Iberiar Penintsulan lehen aldia da egitura mota horiek xehetasunez aztertzen direla metodologia sistematiko bat aplikatuz. Europako Mesolitoko hainbat aztarnategi ikertu dituzte, eta lortutako emaitzek berresten dute ikertutako egituren jatorria antropikoa dela. Kronologikoki bi okupazio fase bereizi ahal izan dituzte egiturekin: okupazio zaharrenean aska labe bat izan zen egituraren hondarrak aurkitu dira, eta berrienean, berriz, kokaleku baten okupazioaren hondakinak identifikatu dira. Datuak Zientzia Kaieran.

Kimika

Irristada eta erorketak, prozesu sinpleak diruditen arren, fenomeno konplexuak dira. Faktore ugarik parte hartzen dute, besteak beste, marruskadurak. Zoruaren eta oinetakoen arteko marruskadura txikia bada, irristada gertatuko da. Indar hori handitzeko helburuarekin ohikoa da zorua tratatzea, eta tratamendu horiek kimikoak edo mekanikoak izan daitezke. San Ferminetan, adibidez, 1500 litro produktu irristagaitz bota dituzte entzierroko kaleetan, baina erabiltzen duten formulazioa sekretua da. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Irristaden eta erorketen zientzia.

Gaur egun, nahi den kolorea lortzeko gai gara kimikaren bitartez, kromoforo organiko sintetikoak edo naturalak erabiliz. Kromoforo bakunak erabiliz, alabaina, hainbat arazo fotofisiko sortzen dira. Hori konpontzeko topatu den irtenbideetako bat kromoforo ezberdinak kobalenteki elkartzea izan da, eta egitura multikromoforikoak sortzea. Egitura horien bidez interferentziak murrizten dira, eta aldi berean, fotoegonkortasuna nabarmenki handitzen da. UPV/EHUko ikerketa batek hiru kromoforo ezberdinen propietate fotofisikoak aztertu zituen, eta frogatu zuten koloratzaile hauek konbinatzean, xurgapen pankromatikoa lortzen dela. Hau da, ultramoretik infragorri hurbilerainoko uhin-luzera guztiak xurgatzeko gai dira. Datuak Zientzia Kaieran: Koloratzaile fotoaktiboen belaunaldi berria.

Meteorologia

Ikerketa batek ondorioztatu du hirien inguruan hodei gehiago pilatzen direla, batez ere udan. AEBn hogei urtez hartutako datuetan oinarrituta egin dute ikerketa, eta ikusi dute bero uharte efektuaren fenomenoa gertatzen dela hirietan. Hau da, hirietan landa eremuan baino bero gehiago pilatzen denez, ur gehiago lurruntzen da. Hala, ondorioztatu dute udan hirien gainean %3-6 hodei gehiago biltzen direla. Beste faktore batzuk ere erabakigarriak dira hirien gaineko hodeien eraketan, hala nola, kostalderako gertutasuna, haizea edo orografia. Hala eta guztiz ere, eragin urbano nahiko unibertsala aurkitu dute tokiko hodei patroietan. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Udan hodeiak errazago pilatzen dira hirietan.

Klima-aldaketa

Ekuatoretik gertuko ozeanoak berdetu egin direla ondorioztatu dute ikerketa batean. NASA agentziaren Aqua teleskopioak jasotako argazkiak erabili dituzte azterketarako, eta duela hogei urteko argazkiak gaur egungoekin alderatu dituzte. Kolorea aldagai modura erabilita, ikertzaileek klorofila-kontzentrazioaren inguruko datuak aurresan dituzte. Azken aldagai hau zuzenean aztertzea neketsuagoa da eta datu kantitate handiak behar dira. Ikertzaileek ikusi dute kolore berdea maizago jaso dutela, gehienbat ekuatoretik hurbilenen dauden uretan. Prozesu honek ekosistemetan izan dezakeen eraginaz ohartarazi dute. Azalpen guztiak Berrian: Ozeanoak berdeagoak dira orain.

Osasuna

Gizonek ere izan dezakete bularreko minbizia, eta kasuen %1,5 dira. Maria Vivancok CIC Bioguneko ikertzaileak hitzaldi bat eman du gai honen inguruan, gizonetan ere gaixotasun horren prebentzioa sustatzeko. Azaldu duenez, gizon askok ez dakite paira dezaketenik ere, eta bularrean koskor bat hautematen badute, batzuek ez diote kasurik ere egiten. Horregatik, gizonezkoen bularreko minbiziak beranduago diagnostikatzen dira, oro har. Gainera, Vivancok ohartarazi du ikusgaitasun faltak ikerketan ere ondorioak dituela, kasu askoz ere gutxiago gordetzen baitira. Alabaina, emakumeetan erabiltzen diren tratamenduek ondo funtzionatzen dutela azaldu du. Datuak Berrian: Bularreko minbizia, gizonen arazoa.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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