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17 de julio de 2018
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Ráfagas

No. 208

Bienvenidos al Antropoceno

En un estudio publicado en el mes de enero en la revista Science, un equipo de geocientíficos confirma que el impacto de la actividad humana en la Tierra es tan amplio y persistente, que merecería un reconocimiento formal y la creación de una nueva unidad de tiempo geológico. La propuesta de reconocer una nueva era geológica, que se llamaría Antropoceno (del griego anthropos, "hombre", y "kainos", nuevo), ya tiene unos años y ha ido ganando consenso, pero aún no se acepta oficialmente.

Los investigadores indagaron hasta qué grado las acciones humanas han dejado evidencias claras en los estratos geológicos y si estas marcas distinguen claramente al planeta que tenemos hoy del que existió durante el Holoceno, lapso de poco menos de 12 000 años durante el cual se produjo el desarrollo de la civilización humana.

El Holoceno fue un periodo interglaciar en el que la temperatura subió permitiendo que surgieran enormes extensiones de tierra que habían estado cubiertas de hielo. El nivel del mar se elevó y se formó el estrecho de Bering. En esta época floreció el Homo sapiens, con poblaciones que viajaron por casi la totalidad de la superficie terrestre, domesticaron especies vegetales y animales, desarrollaron la agricultura, construyeron ciudades y empezaron a manejar los recursos naturales que encontraron a su paso.

Según los autores del artículo y otros defensores del Antropoceno, llegó un punto en que los cambios ambientales que produjeron fueron cada vez más rápidos e irreversibles. Los humanos han modificado el ambiente que habitan desde siempre, pero en épocas recientes se han distribuido globalmente materiales nuevos que han dejado su marca en los sedimentos, lo que apoya el concepto del Antropoceno, según Jan Zalasiewicz, de la Universidad de Leicester, uno de los coautores del artículo. El estudio fue realizado por 24 miembros del Anthropocene Working Group, científicos de la Universidad de Leicester, del Instituto Británico de Geología, la Universidad de Cambridge, la Universidad de California-Berkeley, la Universidad del País Vasco y la Universidad de Kenia, entre otras. Los investigadores se dedicaron a revisar los artículos científicos que se han publicado sobre el tema. Encontraron evidencias de una amplia gama de impactos de la actividad humana en la Tierra, los cuales han dejado marcas en estratos de hielo y rocas que seguirán siendo detectables dentro de millones de años. Entre otras modificaciones están los depósitos de nuevos materiales como aluminio, concreto y plásticos, que forman parte de lo que se ha llamado "tecnofósiles". Las huellas de combustibles fósiles se pueden localizar en casi todo el mundo, con un aumento global prácticamente simultáneo alrededor de la década de los años 50.

Las huellas geoquímicas incluyen niveles elevados de residuos de plaguicidas, así como la duplicación de los niveles de residuos de nitrógeno y fósforo debida al uso generalizado de fertilizantes en los suelos desde 1950. La detonación de la primera bomba nuclear en Nuevo México, el 16 de julio de 1945, dio inicio a la presencia de huellas nucleares.

Desde 1980, las concentraciones de dióxido de carbono y metano en la atmósfera se elevaron en relación a las que existían al principio del Holoceno. La temperatura media mundial ha aumentado entre 0.6 y 0.9 º C desde 1950. Los niveles globales de los océanos se han incrementado en unos tres milímetros al año entre 1993 y 2010, y hoy en día aumentan aún más rápido.

También se han producido cambios biológicos. La tasa de extinción de especies se encuentra muy por encima de las tasas de referencia desde 1500 y aumentó aún más desde el siglo XIX. Además, los ecosistemas se han alterado en todo el mundo por la presencia de especies invasoras y por los cambios asociados con la agricultura y la pesca, alterando de forma permanente la vida en la Tierra.

A partir de estos resultados se ha propuesto que se reconozca el Antropoceno, que habría empezado alrededor de mediados de la década de 1950, aunque en esto no se han puesto de acuerdo los científicos.

"Afirmamos que los humanos somos un proceso geológico", dice Colin Waters, geólogo del Instituto Británico de Geología. Ya no se trata de meteoritos ni de cambios en el cauce de un río o de los efectos del deshielo o del viento. De acuerdo con los científicos, las evidencias de nuestro efecto sobre la Tierra son abrumadoras.

Aceptar la idea de que estamos en el Antropoceno podría llevarnos a reflexionar en qué legado estamos dejando en nuestra única casa.

Bacteria para sustituir plásticos

Investigadores del Instituto de Biotecnología (IBT) de la UNAM modificaron genéticamente un microorganismo que se encuentra naturalmente en el suelo para producir un polímero biodegradable.

La Azotobacter vinelandii es una bacteria que posee varias capacidades metabólicas, entre otras la de tomar nitrógeno atmosférico y convertirlo en amoniaco, sustancia que facilita el crecimiento de las plantas. Además la bacteria puede sintetizar polímeros, enormes cadenas moleculares que se producen al unir cientos de miles de pequeñas moléculas, o monómeros. El pelo, la seda de araña y los ácidos nucléicos son polímeros naturales. La A. vinelandii produce polihidroxibutirato, o PHB, polímero que puede almacenar energía.

En la industria se crean polímeros sintéticos con usos diversos. Los plásticos son un ejemplo, pero a diferencia de los biopolímeros, los plásticos no se degradan fácilmente en la naturaleza, por lo que son una fuente de contaminación. El PHB se degrada naturalmente y puede sustituir a los plásticos convencionales derivados del petróleo, como los que se usan actualmente en las bolsas del supermercado o en los envases PET.

Carlos Peña, Daniel Segura y Guadalupe Espín, del IBt, se han dedicado a estudiar el material genético de este organismo con el fin de obtener cepas genéticamente modificadas. Para eso eliminaron los genes que intervenían en el sistema de control de la bacteria y que funcionaban como frenos en la producción del polímero. La cepa que desarrollaron en el IBT tiene una producción de 85% de PHB, lo cual es significativamente más alta que la del organismo natural. La bacteria también se ha modificado para generar polímeros con propiedades específicas, por ejemplo, más flexibilidad.

El polímero obtenido es un polvo que puede moldearse al gusto. Se han elaborado botellas que se desintegran en el suelo en cerca de un año, con la ventaja adicional de que no producen sustancias tóxicas durante su degradación. Las cepas obtenidas y los procesos que se han diseñado se encuentran actualmente en trámite de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual. Son buenas noticias, si tomamos en cuenta la contaminación que han causando los plásticos en nuestro planeta.

Bosques secundarios captadores de carbono

Un equipo internacional de 65 científicos, entre los que se encuentran investigadores del Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad de la UNAM, del Colegio de la Frontera Sur y del Centro de Investigación Científica de Yucatán, descubrieron que la cantidad de carbono capturado en bosques secundarios es significativamente más alta que la de los bosques originales.

El dióxido de carbono es uno de los gases de efecto invernadero más importantes, responsables del calentamiento global, por lo que mucha de la atención científica se ha centrado en reducir las emisiones de CO2 e incrementar la captura de carbono para evitar que aumente su concentración en la atmósfera. Sabemos que los bosques y el plancton de los océanos son los principales sumideros naturales o captores de carbono del planeta, que lo toman de la atmósfera para realizar la fotosíntesis. Pero en este estudio, publicado en febrero en la revista Nature, el equipo se dedicó a entender lo que sucede en los bosques secundarios; es decir, los que han crecido después de haber sido talados casi en su totalidad para usarlos en actividades agrícolas o ganaderas. Se trata de un tema de vital importancia, porque actualmente más de la mitad de los bosques tropicales son secundarios.

Los investigadores analizaron la biomasa aérea (la materia orgánica que crece por encima del suelo, como troncos, ramas, corteza, semillas y hojas), en 1 500 parcelas forestales de 45 sitios de América Latina. En sólo 20 años, los bosques que crecen en pastizales o campos agrícolas abandonados han recuperado cerca de 122 toneladas de biomasa por hectárea, dependiendo en especial de la disponibilidad de agua durante el año. Esto corresponde a una captura de 3.05 toneladas de carbono por hectárea por año, lo que es 11 veces más alto que el índice de captura que se da en los bosques primarios.

El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad Wageningen de los Países Bajos, también presenta un mapa de la recuperación potencial de biomasa en América Latina con el objetivo de que los tomadores de decisiones puedan utilizar esta información para identificar las regiones prioritarias de conservación, por ejemplo porque su recuperación sea extremadamente lenta y por lo tanto sea poco probable restaurarla; o bien porque se recupere muy rápidamente, por lo que su regeneración tenga muchas posibilidades de éxito.

Los babilonios y el cálculo moderno

El análisis de una tableta babilónica reveló que los astrónomos de esa civilización podían predecir el movimiento de Júpiter utilizando una forma antigua del cálculo geométrico. Babilonia fue una cultura que se desarrolló en Mesopotamia, entre los ríos Tigris y Éufrates. Los astrónomos babilonios crearon conceptos que aún usamos, como la división del círculo en 360º, y podían predecir las posiciones de los planetas usando la aritmética.

La historia de este hallazgo es interesante. Los visitantes del Museo Británico interesados en textos astronómicos en escritura cuneiforme (desarrollada en la antigua Mesopotamia) utilizaban una lista desarrollada por Mathieu Ossendrijver, curador del museo, que incluye cuatro tabletas que hacen referencia a una forma trapezoide, figura geométrica de cuatro lados no paralelos. Ya se sabía que las tabletas hacían referencia a Júpiter, pero como se pensaba que los babilonios hacían todos sus cálculos usando sólo aritmética, no se entendía la utilidad del trapecio.

En 2015, un colega austriaco le entregó a Ossendrijver un paquete de fotografías de mediados del siglo XX que habían estado resguardadas en la Universidad de Berlín. Se trataba de imágenes de tabletas cuneiformes fechadas entre 100 y 200 a. C. desenterradas en Babilonia y Uruk en el siglo XIX y posteriormente transportadas al Museo Británico. Ossendrijver conocía bien la colección, salvo por una tableta que nunca había visto porque ésta fue colocada en otro sitio del museo. De inmediato supo que esa tableta podía servirle para entender las otras cuatro. Con el conjunto de tabletas, Ossendrijver descubrió que se trataba de recetas de un mismo proceso que mostraba la forma de predecir la posición de Júpiter en el espacio. A partir de esta información los babilonios pronosticaban el clima y hasta determinaban el costo de ciertos productos. Lo más interesante es la forma en la que obtenían la información. Ossendrijver piensa que la parte superior del trapecio es una gráfica de la velocidad de Júpiter en el cielo cuando aparece en el horizonte. Calculando el área del trapecio, los astrónomos babilonios podían saber la posición del planeta en el cielo usando la misma relación entre velocidad y desplazamiento que se enseña en las clases de cálculo actuales. Esta relación se atribuye a expertos de Oxford y París que en el siglo XIV incluso utilizaron la misma forma trapezoidal en lo que se considera los antecedentes directos del cálculo desarrollado por Newton y Leibniz.

El hallazgo, publicado en enero en la revista Science, fue una sorpresa: ¡los babilonios conocían las bases del cálculo moderno más de 1 000 años antes que los europeos!

 

Martha Duhne

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