domingo, 27 de noviembre de 2011

El clima podría ser menos sensible al CO2 de lo que calculan las estimaciones más catastrofistas

Un nuevo estudio con participación española sugiere que la tasa de calentamiento global que obtendríamos al duplicar el dióxido de carbono atmosférico estaría por debajo de las estimaciones más alarmantes de algunos estudios previos. De hecho, la investigación estima que sería menos grave de lo que predijo el informe de 2007 del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).
El clima podría ser menos sensible al CO2 de lo que calculan las estimaciones más catastrofistassensible
Muchos estudios anteriores sobre la sensibilidad climática solo han mirado al pasado desde el año 1850 hasta la actualidad. Imagen: ONU.
SINC | 24 noviembre 2011 20:00
“Cuando observamos los datos paleoclimáticos por primera vez, me quedé sorprendido por el escaso enfriamiento del océano”
Los autores del estudio afirman que el calentamiento global es una realidad y que el aumento de CO2 atmosférico tendrá varias consecuencias graves. Sin embargo, las previsiones más severas sobre los aumentos de la temperatura por la duplicación del nivel de CO2 serían poco probables.
“Es una cuestión probabilista. Disminuimos sobre todo la probabilidad del máximo de temperatura alcanzable. Nuestro estudio dice que es menor de lo que dice el IPCC y el calentamiento más probable también sería un poco menor”, declara a SINC Antoni Rosell Melé del Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universidad Autónoma de Barcelona, que es coautor del estudio.
En 2009, Rosell y un consorcio internacional de científicos publicaron en la revista Nature Geoscience una compilación actualizada de las temperaturas marinas del último período glacial. A partir de este mapa de temperaturas superficiales, y con un modelo climático, se ha realizado este trabajo de modelización de donde se obtienen las conclusiones que publica la revista Science.
“Lo más novedoso del estudio es el acoplamiento de un modelo climático sencillo, pero de última generación, que incluye una variedad de factores que pueden influenciar al clima y que saca provecho de estas bases de datos de compilaciones de temperaturas del mar, y también terrestres, para poder acotar cuál sería la variabilidad y la respuesta del clima al CO2 en relación a la temperatura”, explica el investigador.
Andreas Schmittner, investigador de la Universidad del Estado de Oregón (EEUU) y autor principal del artículo afirma: “Muchos estudios anteriores sobre la sensibilidad climática solo han mirado al pasado desde el año 1850 hasta la actualidad, pero no han integrado completamente datos paleoclimáticos, especialmente a nivel mundial”.
La Edad de Hielo no fue tan fría
La reconstrucción de las temperaturas de esta investigación tiene una cobertura espacial mayor y demostró un menor enfriamiento durante la Edad de Hielo que la mayoría de las investigaciones previas.
“Los estudios que se basan en datos que se remontan solo a 1850 se ven afectados por grandes incertidumbres en los efectos del polvo y otras partículas pequeñas del aire que reflejan la luz del sol y pueden afectar a las nubes, fenómeno conocido como ‘forzamiento de aerosoles’, o por la absorción del calor por parte de los océanos”, señala la investigación.
Para disminuir el grado de incertidumbre, el equipo dirigido por Schmittner utilizó un modelo climático con más datos. Compilaron reconstrucciones de temperaturas de superficie terrestre y oceánica del Último Máximo Glacial y crearon un mapa global con esas temperaturas.
“Durante este periodo, el CO2 atmosférico era aproximadamente un tercio inferior al nivel que existía antes de la Revolución Industrial y los niveles de metano y de óxido nitroso eran mucho más bajos. Debido a que muchas de las latitudes del norte se encontraban cubiertas de hielo y nieve, los niveles del mar eran más bajos, el clima era más seco (menos precipitaciones) y había más polvo en el aire”, apuntan.
Todos estos factores, que contribuyeron al enfriamiento de la superficie de la Tierra, se incluyeron en las simulaciones del modelo climático. Los nuevos datos cambiaron la valoración de estos modelos en muchos sentidos.
Modelos de alta y baja sensibilidad climática
Los modelos climáticos de alta sensibilidad (más de 6 grados) sugieren que los bajos niveles de CO2 atmosférico durante el Último Máximo Glacial tendrían como resultado un ‘efecto arrollador’ que habría dejado a la Tierra cubierta de hielo completamente. “Obviamente, eso no sucedió”, afirma el científico.
Según la investigación, a pesar de que la Tierra estuvo entonces cubierta por mucho más hielo y nieve que hoy en día, las capas de hielo no se extendieron más allá de latitudes de unos 40 grados y los trópicos y subtrópicos se encontraban en gran medida sin hielo, con excepción de las alturas elevadas.
Por otro lado, los modelos con baja sensibilidad climática (menos de 1,3 grados) subestimaron el enfriamiento en casi todo el mundo durante el Último Máximo Glacial. “Los niveles de incertidumbre pueden haberse subestimado porque las simulaciones de los modelos no tuvieron en cuenta la forma en la que las nubes reflejan la luz solar”, afirmó Schmittner.
Para los científicos, la reconstrucción de las temperaturas superficiales terrestres y marítimas de hace 21 000 años es una tarea compleja. “Cuando observamos los datos paleoclimáticos por primera vez, me quedé sorprendido por el escaso enfriamiento del océano”, aseguró el experto. De media, el océano era solo 2ºC aproximadamente más frío de lo que es hoy, aunque el planeta era completamente diferente: enormes capas de hielo en el Norte de América y el norte de Europa, más hielo y nieve marinos, diferente vegetación, niveles del mar más bajos y más polvo en el aire.
“Pueden esperarse cambios drásticos sobre la tierra, sin embargo, nuestro estudio demuestra que todavía estamos a tiempo para evitar que esto suceda si realizamos un esfuerzo coordinado para cambiar rápidamente el rumbo", concluye Schmittner.

El rover ‘Curiosity’ despega rumbo a Marte

El rover  Curiosity de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA ha despegado este sábado desde Cabo Cañaveral, en EE UU, rumbo a Marte. El vehículo incorpora dos instrumentos con tecnología española: la estación de monitorización medioambiental REMS y una antena de alta ganancia para enviar datos a la Tierra. El objetivo de la misión es determinar la habitabilidad del planeta rojo.
El rover ‘Curiosity’ despega rumbo a Marte
La misión MSL se ha lanzado hoy en un cohete ATLAS V desde el Centro Espacial Kennedy (Florida, EE UU). Imagen: NASA.
SINC | 26 noviembre 2011 16:42
“El aspecto más importante del Mars Science Laboratory es que, a diferencia de otras misiones a Marte en la que los geólogos solo nos pudieron decir la composición de las rocas y si había habido agua, ahora se van a desarrollar estudios de química orgánica para buscar moléculas o procesos que se asocian con la vida”, explica a SINC Ashley Stroupe, ingeniera robótica en el JPL de la NASA y participante en este proyecto.
“También se observarán muchos otros aspectos del entorno marciano para determinar si pudo haber sido habitable alguna vez –añade la científica–, aportando nuevos enfoques sobre la historia de este planeta y la posibilidad de que la vida apareciera allí, o incluso que todavía exista oculta en alguna parte”.
El objetivo científico de la misión es evaluar la habitabilidad de una región de Marte: conocer su potencial como hábitat para la vida  pasada o presente. Para cumplirlo, la misión MSL acaba de lanzar el rover  Curiosity a bordo de un cohete ATLAS V. El despegue se ha realizado desde el Centro Espacial Kennedy en Cabo Cañaveral (Florida, EE UU) a las 16h02 (hora peninsular) del 26 de novimbre de 2011. Las etapas de la nave se han separado correctamente según los datos recibidos en estaciones como la Diego Garcia Tracking Station en el Océano Índico.
Tras un viaje de 570 millones de kilómetros, está previsto que el rover llegue a su destino en agosto de 2012. Los responsables de la misión han elegido como punto de aterrizaje el cráter Gale, de unos 100 km de diámetro y con un montículo central de 5 km de altura. Se cree que en ese terreno se podrá leer gran parte de la historia geológica de Marte, además de que presenta huellas que sugieren que pudo haber sido un lago.
Los objetivos específicos de MSL son verificar el potencial biológico de la zona explorada por el rover, investigar los procesos planetarios que ocurren en su superficie y que influyen en su habitabilidad (como el agua, por ejemplo), y caracterizar los niveles de radiación que llegan a la superficie de Marte.
Instrumento con 90% de participación española
Curiosity incorpora diez instrumentos esenciales para cumplir con su misión. Uno de ellos es la estación medioambiental REMS (Rover Environmental Monitoring Station), que registrará datos de presión, humedad, temperatura, velocidad del viento y radiación ultravioleta.
El desarrollo de este instrumento se ha liderado desde el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) en colaboración con la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), la Universidad de Alcalá de Henares (UAH) y la empresa CRISA de EADS Astrium.
La participación española en REMS “es de alrededor del 90% (el resto son aportaciones de instituciones de EE UU y Finlandia)”, confirma a SINC Javier Gómez-Elvira, director del CAB e investigador principal del proyecto. El reto más dificil ha sido "hacer el instrumento lo más compacto posible, integrando y analizando en detalle cada uno de los componentes para asegurar que todos van a funcionar”, explica el investigador.
La industria española también ha contribuido a la misión MSL mediante la fabricación de una antena de alta ganancia que utilizará el rover para enviar datos a la Tierra. Este trabajo lo han desarrollado las empresas Astrium-CASA y SENER.
Curiosity (bautizado así por votación popular) pesa cerca de 1.000 kg, tiene el tamaño de un automóvil pequeño y está equipado con seis ruedas. Su velocidad máxima será de 90 metros por hora y está diseñado para explorar, al menos durante un año marciano (686 días terrestres), la superficie del planeta rojo.
Curiosity funcionará con una fuente radiactiva
Se trata de la tercera generación de vehículos todo terreno que la NASA envía a Marte. Sus dimensiones, fuentes de alimentación, capacidades y sistema de aterrizaje le diferencian de sus antecesores. Los dos anteriores llegaron a la superficie marciana protegidos por airbags y se alimentaron con paneles solares, mientras que Curiosity lo hará descolgándose suavemente desde el transportador que lo llevará desde la Tierra y funcionará con una fuente radiactiva.
El vehículo enviará diariamente los datos a los satélites en órbita alrededor de Marte que, a su vez, los redirigirán a la Tierra. Las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA –entre las que se encuentra una situada en la estación de Robledo de Chavela (Madrid)– recogerán las señales y las enviarán a Pasadena (California, EE UU).
Desde allí se distribuirá la información a los diferentes equipos en EE UU, España, Rusia, Canadá, Francia y Alemania. Los científicos e ingenieros trabajarán conjuntamente para analizar todos los datos y decidir cada día la labor que desempeñará Curiosity al día siguiente.
Los 10+1 instrumentos de Curiosity:
APXS (Alpha-Particle-X-ray-Spectrometer) determinará la composición de las rocas y el suelo.
CHEMCAM (CHEMistry CAMera) es un espectrómetro que también analizará las rocas marcianas.
CHEMIN (CHEmistry and MINeralogy) cuantificará los minerales y la estructura química de las rocas con rayos X.
DAN (Dynamic of Albedo Neutrons) es un detector de neutrones que, indirectamente, mide la cantidad de agua a través de la detección de la cantidad de átomos de hidrógeno que hay en el subsuelo.
MAHLI (MArs HandLens Imager) es un microscopio para obtener imágenes de rocas, suelo, hielo y escarcha.
MARDI (MARs Descent Imager) tomará imágenes de alta resolución en color durante el descenso y aterrizaje en Marte para proporcionar información sobre el contexto geológico del entorno.
MASTCAM (MAST CAMera) es un conjunto de cámaras que recogerán imágenes multiespectro y estereoscópicas, en rangos de distancia que van de los pocos centímetros a varios kilómetros, y vídeo de alta definición (10 imágenes por segundo).
RAD (Radiation Assessment Detector) caracterizará un amplio rango de radiaciones para la posible exploración humana del planeta.
SAM (Sample Analysis at Mars) hará análisis mineralógicos y atmosféricos. Puede detectar un amplio rango de componentes biológicos y analizar isótopos orgánicos estables y gases nobles.
REMS (Rover Environmental Monitoring Station), la estación de monitorización mediambiental del rover. Su desarrollo se ha liderado desde España.
El undécimo instrumento es MEDLI (MSL Entry Descent and Landing Instrument), que recogerá datos durante la entrada en la atmósfera marciana y el aterrizaje, una información muy valiosa para diseñar la futuras misiones al planeta rojo

domingo, 13 de noviembre de 2011

El reloj biológico controla la activación de las células madre de la piel

Una nueva investigación revela el papel del ritmo circadiano (el reloj biológico diario) en la capacidad regenerativa de las células madre de la piel. La perturbación de este ritmo provoca el envejecimiento prematuro del tejido y una mayor predisposición a desarrollar tumores de piel. Los resultados revelan que el restablecimiento de un reloj biológico adecuado aumentaría la capacidad regenerativa del tejido a largo plazo.
El reloj biológico controla la activación de las células madre de la piel
A la izquierda, una muestra de ratones con el gen Bmal1 intacto con muchas células proliferando (ver flecha), y a la derecha el ratón con el gen suprimido y muy pocas células en proliferación. Imagen:
Investigadores del grupo Homeóstasis Epitelial y Cáncer del Centro de Regulación Genómica (CRG) han estudiado cómo el ritmo circadiano, es decir el reloj biológico interno que controla nuestro comportamiento durante el día y la noche, regula la función de las células que se encargan de regenerar la piel de forma diaria (las células madres de la piel).
El estudio, que se publica en la revista Nature, muestra que el comportamiento de las células madre de la piel está regulado por un reloj biológico interno, y que el correcto funcionamiento de este reloj es necesario para el mantenimiento del tejido. Este reloj regula dicho comportamiento de tal forma que, por ejemplo, durante las horas de máxima exposición a la luz las células sean capaces de protegerse al máximo de la radiación nociva (principal causa del cáncer de piel), mientras que por la tarde-noche puedan dividirse y regenerar el tejido sustituyendo las células dañadas por células sanas.
Así, el reloj biológico permite que las células madre se dividan en los momentos en los que la piel ya no está expuesta a posibles daños, cuando sería más vulnerable a la acumulación de mutaciones en el ADN, lo que ocasiona una pérdida de su capacidad regenerativa, o una mayor predisposición a desarrollar tumores.
“El reloj biológico permite que haya un ajuste preciso del comportamiento temporal de las células madre, de tal manera que el sistema se adapta a las necesidades del tejido según la hora del día y que haya un reemplazo constante de las células del tejido con un mínimo riesgo de acumular mutaciones en el ADN. Si se pierde este control, las células madre pueden acumular daños en su ADN, y la probabilidad de envejecimiento celular y de generación de tumores aumentan de forma muy significativa”, advierte Salvador Aznar Benitah, coordinador del estudio.
Los genes Bmal1 y Period1/2 son los encargados de controlar este ritmo y de regular la actividad o el reposo de la regeneración celular. Mediante la manipulación genética de ambos genes, los investigadores demostraron que la perturbación del reloj biológico en las células madre de la piel impedía a las células saber cuándo tenían que ejercer su función, y que esto ocasionaba problemas a largo plazo en el envejecimiento celular y en la generación de tejido. Es más, la arritmia en el reloj también aumentaba significativamente la propensión a desarrollar un tipo de cáncer de piel que constituye uno de los más diagnosticados en las sociedades industrializadas.
Los resultados revelan que la regeneración de la piel, esencial para prevenir el envejecimiento y desarrollo de tumores, está también sujeta a estos ritmos.  Cuando envejecemos, la precisión de este reloj biológico tiende a perderse de forma progresiva con cambios en nuestros hábitos de sueño y alimentación, y sobre todo en aquellas personas que están expuestas a cambios constantes en sus hábitos diarios (como al jet lag de forma rutinaria).
Los investigadores creen que esto a la larga puede producir fallos en la capacidad regenerativa de nuestros tejidos y el consiguiente envejecimiento, además de una mayor propensión a desarrollar tumores. Será necesario investigar más en un futuro para entender porqué el reloj biológico se pierde cuando envejecemos, y si se pueden desarrollar formas de reestablecer un reloj ¨joven¨ para ralentizar el proceso de degeneración del tejido y disminuir el riesgo de desarrollar tumores.
La función de las células madre de la piel
Las células madre regulan el reemplazo celular en los tejidos. En el caso de la piel, se encargan de producir constantemente nuevas células que reemplazan aquellas que están deterioradas por su uso diario. Un correcto funcionamiento de las células madre es esencial para mantener el tejido sano a lo largo de la vida de los organismos.
La piel está expuesta a diferentes agentes nocivos a lo largo del día, tales como la luz ultravioleta durante las horas de sol, y patógenos tales como bacterias y virus. La principal función de la piel es proteger al organismo de estos posibles daños, a la vez que mantiene una barrera impermeable que separa nuestro cuerpo del exterior.
Referencia bibliográfica:
Janich, P., et al. The circadian molecular clock creates epidermal stem cell heterogeneity. Nature (2011). Advance online publication: 09 Nov 2011, 18:00 GMT (19:00 Hora española). DOI: 10.1038/nature10649
El estudio se llevó a cabo en células madre de la piel de ratones, con el apoyo del American Institute for Cancer Research (AICR), el Ministerio de Salud y la Agencia de Gestión de Ayudas Universitarias y de Investigación (AGAUR). En el estudio también han participado investigadores del IRB Barcelona, de la Ohio State University, en EEUU, y la Universidad de Friburgo, en Suiza.

Remotas nubes de gas reflejan el origen del universo

Astrónomos estadounidenses han observado cúmulos de gas primordial formados en los primeros minutos de la formación del cosmos. La investigación, que confirma las predicciones de la teoría del Big Bang, supone la primera detección de este gas que no contiene trazas de los elementos más pesados que se forjan en las estrellas.
Simulación gas
Simulación del cúmulo de gas primordial, con ausencia de elementos pesados, hallado en los confines del universo. Imagen: Ceverino, Dekel y Primack
SINC | 10 noviembre 2011 20:00
Dos nubes gigantes de gas que solo contienen elementos ligeros –los únicos que existían antes de la formación de las estrellas– han sido observadas por primera vez. “Hasta ahora solo se había teorizado sobre la existencia de estas nubes primigenias”, afirma a SINC John M. O'Meara, investigador del Saint Michael's College de Colchester (EE UU) que participa en estudio.
 En el Big Bang se crearon los elementos más ligeros, como hidrógeno y helio. Millones de años después, cuando el gas primordial se condesó y formó los primeros astros se forjaron los elementos pesados como el carbono o el oxígeno. Estos componentes llamados ‘metales’ han contaminado todas las mediciones realizadas por los astrónomos hasta ahora.
  “En todos los lugares observados del universo se han detectado elementos pesados en alguna forma, pero en estas nubes no. Esto significa que el gas ha permanecido totalmente prístino desde que se creó, minutos después del Big Bang”, asegura O'Meara.  .
Además, la cantidad de hidrógeno y de su isótopo Deuterio que han encontrado los investigadores se ajusta totalmente a las predicciones de la Teoría del Big Bang. “Interpretamos estos resultados como una exitosa comprobación de la cosmología del Big Bang”, subraya O'Meara.
Evaluación espectral del universo lejano
En el análisis espectral de las nubes, que localizaron en quásares lejanos, solo detectaron hidrógeno y deuterio. "No tenemos sensores de helio, pero si los tuviéramos lo observaríamos”, asegura Xavier Prochaska, de la Universidad de California de Santa Cruz (UCSC), que lidera la investigación. “Sí tenemos excelente sensibilidad para el carbono, el oxígeno y el silicio y podemos afirmar la completa ausencia de estos elementos”.
Cada elemento tiene una huella única que se imprime en su espectro a través de líneas oscuras: las líneas de absorción, donde la luz es captada por el gas. Analizando qué longitudes de onda de la luz del quásar son absorbidas por el material intermedio (la nube), los investigadores pueden saber su composición.
”Midiendo las cantidades observadas de deuterio e hidrógeno en las nubes, pudimos comprobar que coincidían con las predicciones del modelo del Big Bang”, explica O'Meara. “Nuestro modelo indica que durante los primeros minutes tras el Big Bang los elementos ligeros, como el hidrógeno, el helio o el litio se crearon en cantidades muy específicas junto a sus isótopos”
No hay un suelo de metalicidad
"Los metales producidos en las galaxias están dispersos extensamente por todo el universo. Se pensaba que había un ‘suelo’ de metalicidad, que nada podía tener menos enriquecimiento que el 1% hallado en el Sol”, explica Fumagalli, investigador de la UCSC. "Por eso esta observación ha resultado tan inesperada. Desafía nuestras ideas acerca de cómo las estrellas esparcen los metales que producen”.
“Asumíamos que el proceso de expulsión de gas desde las galaxias era muy eficaz. El descubrimiento de las nubes prístinas muestra que no puede ser perfectamente eficiente”, concluye O'Meara.
Los investigadores han estimado una metalidad para el gas de una 10.000 parte de la del Sol. En el extremo opuesto, están las estrellas y el gas con los mayores niveles: más de 10 veces la del sol. "La abundancia de metales en los diferentes rincones del universo cubre un rango enorme”, apunta Prochaska. "Así que estos descubrimientos ponen nuevas restricciones a nuestro entendimiento de cómo se distribuyen los metales por todo el universo”.
Referencia Bibliográfica
M. Fumagalli, X. Prochaska, J.M. O’Meara. "Detection of Pristine Gas Two Billion Years after the Big Bang". Science, 10 de noviembre de 2011.