Sobre los días más cortos del Cretácico
Un análisis de los restos fósiles de moluscos permite evaluar la duración del día hace 70 millones de años y recrear las condiciones ambientales de la época.
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Las fuerzas de marea tienen su origen en que la fuerza de gravedad que un cuerpo ejerce sobre la Tierra en uno de sus lados es superior a la que ejerce por el lado contrario.
Las fuerzas de marea son universales y no sólo afectan a la Tierra, sino a la de cualquier cuerpo. Así, por ejemplo, debido a esta fuerza de marea, un astronauta que se acercase demasiado a un agujero negro sería transformado en un espagueti.
Lo interesante de estas fuerzas es que no dependen tanto de la intensidad del campo gravitatorio, sino de su cercanía. Así, la Luna provoca unas mareas sobre la Tierra más intensas que las que provoca el Sol.
Debido a este fenómeno, la Luna gana cada vez más distancia, se aleja cada vez más de la Tierra y esa energía que gana la Luna la pierde la Tierra en energía de rotación. En la actualidad retrocede 3,82 cm al año, algo medible desde que las misiones Apolo depositaros reflectores láser sobre la superficie lunar. Así que, en el pasado, el año duraba lo mismo al no cambiar la órbita terrestre, pero tenía más días que en la actualidad al ser lo días más cortos. Dentro de un tiempo todos los eclipses de Sol serán anulares porque la Luna estará tan lejos que no tapará por completo al Sol.
Así que, aunque ahora el día tiene 24 horas, en el pasado no fue así. El día de hace miles de millones de años duraba bastante menos que lo que dura ahora porque la Tierra rotaba más rápido en el pasado. Desde entonces la rotación de nuestro planeta se ha ido haciendo paulatinamente más lenta.
Se cree que la Luna se formó debido a un impacto de un cuerpo del tamaño de Marte contra la Tierra hace unos 4500 millones de años. A partir de ese momento se fijó el evento cero de la duración de la rotación terrestre. Pero saber cuándo duraba un día entonces es complicado. En su día Jay Melosh, de Purdue University, calculó que hace 4500 millones de años la duración del día era de unas 6 horas. Para ello usó un modelo sofisticado.
El problema es que se tienen pocos casos en tiempos geológicos que nos permitan saber directamente cuándo duraban los días en el pasado a lo largo del tiempo.
Sin embargo, se conocen algunos casos. Así, por ejemplo, se sabe que los corales tienen ciclos diarios y anuales que dejan huella en su esqueleto calcáreo de una modo similar a los anillos de crecimiento de los troncos de los árboles. Los restos fósiles de corales de hace 350 millones de años, que vivieron durante el Carbonífero temprano, presentan una estructura compatible con un año de 385 días. Como la órbita de la Tierra casi no cambia, la duración del año es la misma, por lo que esto significa que el día en esa época duraba 22.77 horas.
También sabemos que las mareas en la playa pueden modificar los patrones de arena en la misma de tal modo que cuando esta arena se transforma en rocas sedimentarias, estas exhiben ciclos diarios y anuales. Rocas sedimentarias de hace 620 millones de años muestran que el día en esa época duraba 21.9 horas.
Ahora se publica un artículo en el que nos cuentan un caso más. En la época final de los dinosaurios, hace 70 millones de años, el año duraba 372 días en lugar de los 365 actuales, por lo que el día duraba 23 horas en lugar de las 24 actuales. El estudio se ha realizado gracias a conchas de moluscos fósiles.
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Las almejas rudistas ya están extintas, pero formaron un amplio y diverso grupo en el pasado. Estos moluscos crecían rápido y formaban anillos similares a los de lo troncos de los árboles, pero mucho más rápidamente, uno al día en lugar de uno al año. Esos anillos se pueden ver con microscopio y, además, las conchas tienen fácil fosilización. Por tanto hay muestra suficiente.
Pero para poder hacer esto primero hay que cortar rodajas finas de estos fósiles, algo que los investigadores principales hicieron con láser.
Esto permitió saber el número de días que tenían los años hace 70 millones de años, que era la edad de los fósiles. El número de 372 días al año en lugar de los 365 no es una sorpresa, pero el nuevo punto de referencia puede ayudar a mejorar los modelos de retroceso de la Luna por mareas. Lo más interesante es que se puede aplicar el mismo método a otros moluscos del pasado y tener así más puntos aún en un pasado remoto.
Además de este resultado, los investigadores pudieron corroborar un resultado anterior que mantenía que estos seres portaban algas fotosintéticas que podrían haber ayudado a la construcción de arrecifes a la misma escala con la que los corales modernos lo hacen hoy en día.
El estudio ha permitido saber detalles sin precedentes acerca de estos bivalvos, acerca de cómo vivían o las condiciones del agua en la que estaban inmersos con un resolución menor a la de un día.
Niels de Winter (Vrije Universiteit) dice que tienen de 4 a 5 puntos de datos por día y que esto es algo que casi nunca se tiene en la historia geológica de la Tierra.
Normalmente la reconstrucción del clima en el pasado profundo se hace con una resolución de decenas de miles de años y estudios como este nos dan un atisbo sobre la escala de tiempo en la que vivieron los seres vivos y tiene el potencial de tender un puente entre el clima y los modelos que tratan de remedarlo.
Los análisis químicos de estas conchas fósiles indican que la temperatura del agua marina era más cálida en la Cretácico tardío de lo que se creía, pues podía alcanzar los 40 grados centígrados en verano y exceder los 30 en invierno. La temperatura del verano se aproximaba a la límite que estos moluscos podían soportar.
Además, los investigadores consiguieron deducir que estos moluscos vivían unos 9 años. Vivían sobre el lecho de un mar somero tropical que ahora forma un terreno seco en las montañas de Omán.
En esta época los rudistas como Torreites sanchezi dominaban el nicho de la construcción de arrecifes en aguas tropicales a lo largo de todo el mundo. Esto es algo muy diferentes a lo que ocurre hoy en día. Desaparecieron en la extinción de Cretácico que se llevó por delante a los dinosaurios no avianos hace 65 millones de años.
Para poder deducir todo esto, los investigadores tuvieron que recurrir a técnicas de alta precisión. Con un láser muestrearon regiones de 10 micras de ancho o, lo que es lo mismo, el diámetro de un glóbulo rojo. De este modo pudieron saber la composición y temperatura del agua en un momento dado de un día, así como observar la variación estacional que permitía averiguar el número de días en un año.
Quizás lo más sorprende fue descubrir que los cambios químicos diarios eran mayores que los cambios dentro de una misma estación o dentro de un mismo ciclo de mareas.
También descubrieron que las conchas crecían más durante el día que durante la noche. Esta dependencia del ciclo diario sugiere que los bivalvos estudiados poseían simbiontes fotosintéticos que proporcionaban energía a estos moluscos a partir de la luz del Sol y esto se manifestaría por un mayor crecimiento de las conchas durante la horas de insolación. Algo similar pasa hoy en día con las almejas gigantes, que contienen algas simbiontes.
Hasta ahora la hipótesis de que los rudistas poseerían simbiontes fotosintéticos no estaba apoyada por pruebas empíricas y estaba basada solamente en rasgos morfológicos, algo que, en otros casos, se ha demostrado erróneo. Así que esta hipótesis era un tanto especulativa hasta ahora. A raíz de este resultado podemos imaginar un arrecife formado por bivalvos en lugar de por coral, pero usando algas fotosintéticas del mismo modo que hacen los corales actuales.
De todos modos, este estudio está basado solamente en rudistas, por lo que otros bivalvos no necesariamente tenían que tener el mismo estilo de vida fotosimbiótica.
Copyleft: atribuir con enlace a https://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Ilustración: Mary Parrish/Smithsonian Institution
Foto: Wikipedia.
8 Comentarios
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martes 7 abril, 2020 @ 11:32 am
Aunque sea secundario en el artículo, vuelvo a decir que una persona que se acerque a un AN no sufrirá «espaguetización» porque, aunque las fuerzas gravitatorias sean inmensas, lo que realmente importa es la diferencia de fuerzas, que depende de la distancia entre la cabeza y los pies, que serán, normalmente, y como mucho, de unos dos metros. Entonces esta diferencia es ridícula. Me parece que ya lo hice, pero creo que podría volver a calcularlo matemáticamente para un AN como el del centro de nuestra galaxia, con sus unos 4 x 10^6 masas solares. Espero que no me hagáis ir hasta allí para verificarlo personalmente ni tampoco al que quiera contradecirme experimentándolo por sí mismo. De todas formas, de alguna manera, Wikipedia me da la razón diciendo: «… un hipotético astronauta viajando hacia el centro del AN no experimentaría fuerzas de marea significativas…».
En cuanto al resto, resulta asombroso que medidas tan inesperadas para los que somos legos den resultados tan precisos y detallados, además de sorprendentes.
martes 7 abril, 2020 @ 7:32 pm
Es que la gente a veces busca epatar al personal con argucias innecesarias. P.ej., si pudiésemos posarnos en la superficie del Sol, con algún truco de ciencia ficción, quedaríamos prensados en el acto porque 25g no creo que los aguante ni un tardígrado. Una ultracentrifugadora de laboratorio puede generar un millón de g (sí, 9.800 km/s²), si eso gira en el aire la explosión ni te cuento, pues eso es espaguetificar, porque es la única manera de gravimetrizar estructuras moleculares. Así que no hace falta irse a pasear por encima del horizonte de sucesos de un AN, que como todo el mundo sabe es una esfera tipo Dyson de metacrilato con agujeros en el ecuador para que pasen ordenadamente las metrallas del disco de acumulación, podemos hacer una novela truculenta de infraliteratura de supermercado cometiendo crímenes atroces y espaguetificando los cadáveres en una ultracentrifugadora. Una vez vi un documental (si queremos exterminar a unos ETs, obligarlos a ver la inmensa cantidad de basura que tenemos en internet) de una renombrada artista cuyas obras de arte eran columnas paralelepipédicas de metacrilato de varios metros de altura que rellenaba de residuos orgánicos de toda clase (de *toda* clase), y que al irse prensando por el peso (los echaba en andanadas), evacuando los lixiviados, naturalmente, quedaba finalmente pues eso, una columna que parecía una especie de estratos geológicos dementes y psicodélicos. Lo proponía como una forma de gestionar los RSU, aunque no sé yo si los purines caen en esa categoría. Desde luego, en la cumbre del clima con los participantes se podría hacer… vamos a dejarlo.
Y en cuanto al artículo, a medida que el instrumental avanza, más puertas que se abren. Estamos construyendo en medio de la locura una enorme biblioteca de Alejandría, esperemos que tenga mejor suerte que la original porque cada uno de estos libros que leemos es un ejemplar único, alguno de lectura única también.
miércoles 8 abril, 2020 @ 1:09 pm
O sea que un AN de 4 x 10^9 masas solares hubo de tragarse una estrella, más o menos una cada tres años desde que se formó si lo hizo al principio. Si no es así, más rápido aún.
Y hablando de fuerzas centrífugas, las que deber ser la monda son las de los púlsars que deben acercarse o superar las 100 o 200, o 300 -no sé-, vueltas por segundo, o más del «no sé». Eso ha de ser, no tan rápido como una ultracentrifugadora en velocidad angular, pero -supongo, porque no me apetece ponerme a calcular (que no sería difícil)- que, dado su diámetro, debe ganarle en velocidad tangencial.
Abrazos tan fuertes como para espaguetizar; con la imaginación, que para eso estamos confinados.
jueves 9 abril, 2020 @ 10:00 am
A ver, Dr., que ya me has intrigado. Dices que la gravedad en la superficie del SOL es de 25 g. Yo pienso que si hacemos una media es algo mayor (polo-ecuador) -supera los 30 g- y, como voy a discutir tus afirmaciones, resulta este dato más a tu favor. Pues el escarabajo rinoceronte (pongamos la más fuerte de sus especies), puede levantar 850 veces su propio peso, o sea, como si un humano de 70 kg pudiese elevar casi 60 toneladas: http://www.escarabajoss.com/escarabajo-rinoceronte. Así que posiblemente tu tardígrado superaría esa difícil prueba.
Un abrazo de 30 g.
jueves 23 abril, 2020 @ 12:57 am
Son sorprendentes algunas de esas comparativas: si un hombre tuviese la misma fuerza y resistencia en su brazo que la pinza de una mantis marina, podría dar un puñetazo a un avión con el que conseguiría elevarlo unos centímetros del suelo.
jueves 23 abril, 2020 @ 11:28 am
Creo, Miguel, mi querido amigo, que te refieres a lo que en Cataluña llamamos «galera» que es un marisco que -para mí- solo sirve para hacer una muy buena sopa -a muchos les parece un manjar; es cosa de gustos-, porque de carnes anda muy escaso, pero tiene un golpe tremendo. A mí, en mi inicial ignorancia cuando llegué a esta tierra, se me ocurrió coger una que creí muerta, y me atizó una lanzada que casi me desgracia un dedo y aún me dijeron que había tenido suerte.
domingo 26 abril, 2020 @ 7:48 pm
A ver, creo que lo he mirado bien. Una cosa es que una estructura sostenga varias veces su propio peso, esto los humanos no se nos da mal, y otra que se sostenga a sí misma. Suelen caerse por esto último. No tengo las herramientas de datos necesarias para saber si el sistema de válvulas del cuello se una jirafa se puede adaptar a 25/30 g, lo que sí sé es que las paredes de los vasos sanguíneos, cómo decirlo, Doña Evolución no recibió en el pliego de condiciones estas características y eso que suele dar márgenes del 500% y así.
Imagino que la pregunta es si una estructura biológica puede funcionar a 25 g. Supongo que sí, pero me temo que sería muy distinta a lo que nos es familiar, y moverse digno de verse.
Los ositos de agua hasta donde sé, no aguantan una centrifugadora, pero no sé exactamente dónde la palman.
martes 28 abril, 2020 @ 10:55 am
Es que una centrifugadora de laboratorio -y más si se la dedica a la cosa atómica- puede alcanzar «ges» inimaginables que dejarían al tardígrado atomizado.
Desde luego, las jirafas han cumplido de sobra con la adaptación para elevar la sangre a su cerebro, para que no les salgan varices gordísimas en las patas, para que no les reviente la cabeza cuando la agachan para beber y para alguna cosa más que no se me ocurre.
Abrazos.