Una supertormenta solar sería la posible extinción de la Tierra

Cada 11 años el Sol entra en un período de actividad máxima, es decir, la temporada de tormentas solares. La preocupación surge cuando esto ocurre en dirección a la Tierra.

El 14 de febrero de 2011 se registró una fulguración, una liberación de energía magnética y luz, que alcanzó una temperatura de 26.6 millones de grados centígrados, lo que llamó la atención es que se presentó acompañada de una tormenta solar registrada como una de las más grandes en cuatro años.

A pesar de que no alcanzó a la Tierra, el fenómeno alertó a la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS), la sociedad científica más grande del mundo, que señaló que podría ocurrir una tormenta que ocasionaría daños mayores a los que en 2005 provocó el huracán Katrina, considerado el más mortífero y costoso en la historia con casi 2,000 personas muertas y pérdidas por 75 millones de dólares.

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El Observatorio de Dinámica Solar (SDO) calcula que el Sol alcanzará su máximo pico de actividad en 2013. Sin embargo, aún no existe un consenso entre los científicos; algunos dicen que el 2012 es el año con mayor movilidad, para otros es el 2013 o definitivamente lo descartan.

En una tormenta solar, el astro puede expulsar hasta 10,000 millones de toneladas de plasma a una velocidad de 2,000 kilómetros por segundo. Tan solo una radiación solar equivale a 383,000 trillones de kilowatts, lo que es igual a la energía generada por 100,000 millones de toneladas de dinamita haciendo explosión cada segundo.

“Una vez que las eyecciones salen del Sol se puede estimar si van o no a llegar a la Tierra. El problema es predecir cuándo van a llegar; según su velocidad, podrían hacerlo en tres o cinco días. También habrá que determinar cómo viene su campo magnético, pues de eso dependerá su interacción con la magnetosfera de la Tierra”, detalla Alejandro Lara, astrofísico del Departamento de Ciencias Espaciales de la UNAM.

Las predicciones más catastróficas ante una tormenta solar incluyen la caída de la bolsa de valores, accidentes aéreos por la pérdida de orientación, apagones masivos durante semanas y explosiones en los ductos petroleros. Las pérdidas, tan solo en Estados Unidos, podrían ser de 30,000 millones de dólares en un día de suministro eléctrico y más de 70,000 millones en la industria satelital.

México es uno de los países que no cuenta con una infraestructura apropiada para sortear una tormenta solar ni siquiera existe un método de alarma.

“En México no tenemos un sistema de alarma ante una tormenta solar. Aunque no podemos competir con los satélites que monitorean el Sol, podríamos usar la información para implementar una alarma nacional”, señala Lara, experto en fenómenos eruptivos de la corona solar.

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Américo González, jefe de Radiotelescopio de Centello Interplanetario MEXART, explica que el clima espacial es como los estudios sismológicos. No sabemos cuándo va a ocurrir, pero de que en la Tierra tiembla, eso es un hecho. Igual ocurre con el Sol. Frente a la posibilidad de una impredecible supertormenta solar, solamente queda estar preparados para atenuar los daños y aprovecharla para desentrañar los enigmas del astro rey. 

Este es un fragmento de un artículo publicado en la edición de agosto de 2012 de la revista Quo, que es parte de Grupo Expansión, una empresa de Time Inc. La firma edita en México 17 revistas y siete sitios de internet, entre ellos CNNMéxico.com.

La visibilidad

La visión de objetos alejados o de luces durante la noche es perturbada frecuentemente por la presencia en el aire de partículas sólidas o líquidas que pudieran ser hidrometeoros (niebla, neblina, lluvia, nieve) o litometeoros (polvo, humos).

La luz emitida por los objetos lejanos es absorbida en parte por estas par­tículas, pero la causa principal de que se reduzca la visibilidad la difusión de esta luz y, por ello, solamente una pequeña fracción de la misma llega al ojo del observador.

En los siguientes post nos dedicaremos a la visibilidad, a su definición y a las causas de sus variaciones.

Crecimiento de los cristales de hielo por colisión

Cuando un cristal de hielo ha alcanzado un volumen superior al de las gotitas de agua, tiende a caer con respecto a ellas. Las colisiones se hacen entonces posibles y se acelera el crecimiento del cristal de hielo.

Las colisiones con las gotitas en subfusión pueden provocar la congelación del agua de las mismas sobre la superficie del cristal de hielo. Este proceso se llama acreción.

La acreción de gotitas de agua en subfusión puede conducir a la formación de cencellada transparente o de cencellada blanca. La cencellada blanca es un depósito de hielo blanco o lechoso. Resulta de un proceso relativamente lento durante el cual el cristal de hielo recoge las gotitas de agua individualmente.

Las gotitas en subfusión se congelan inmediatamente en el momento del choque y burbujas de aire quedan incrustadas entre las partículas, lo que impide la transmisión de la luz y hace el hielo opaco. La nieve granulada está formada por la acreción de hielo blanco sobre cristales de hielo. Las partículas resultantes son porosas y su densidad débil.

La cencellada transparente está formada por un depósito de hielo liso. Aunque sea generalmente transparente, puede ser simplemente translúcida, si existe aire incluido en el depósito de hielo.

La acreción de cencellada transparente sobre un cristal de hielo puede tener lugar muy rápidamente, si encuentra grandes gotitas de subfusión. En el proceso se pueden distinguir dos fases. En primer lugar, el calor latente liberado por la congelación de una parte del agua en subfusión puede impedir que el resto del líquido se congele inmediatamente. El hielo se recubre entonces de una fina película de agua.

Durante el transcurso de la segunda fase, la película de agua termina por congelarse, pero relativamente despacio. De esta manera, se forma alrededor de la partícula una masa densa de hielo más o menos transparente. Se encuentran depósitos de cencellada transparente en los gránulos de hielo y en los pedriscos.

Los copos de nieve son agregados de cristales de hielo, que pueden presentar una infinita variedad de formas. Los mayores copos se forman con temperaturas ligeramente inferiores a 0° C.

A estas temperaturas, el engelamiento favorece a la vez la colisión de cristales de hielo y su agregación para formar copos de nieve. Las partículas con mayor masa por causa del engelamiento tienen velocidades de caída variables según su tamaño, lo que favorece las colisiones. La presencia de líquido en la superficie de las partículas puede igualmente hacer que se suelden entre sí con más facilidad.

Si las diversas partículas compuestos de hielo de que se viene hablando en este párrafo pasan a un nivel inferior a la isoterma de 0°c, funden generalmente. Cuando salen de la nube las gotas de agua resultantes, no se distinguen de las que, con el tiempo frío o cuando las partículas son suficientemente grandes, éstas alcanzan el suelo bajo la forma sólida.

Proceso de Bergeron

Un meteorólogo sueco, t. Bergeron, ha propuesto un mecanismo de crecimiento de cristales de hielo en las subes frías mixtas, es decir en presencia de gotitas en subfusión.

En 1911, Wegener sugirió que, en las nubes mixtas, la tensión de vapor debía estar equilibrada en un valor intermedio entre las tensiones de saturación por encima del hielo y por encima del agua. Bergeron ha adoptado esta hipótesis en 1933, para explicar el crecimiento de los cristales de hielo en las nubes mixtas.

Cuando un cristal de hielo coexiste con gotitas de agua en subfusión, hay un desequilibrio, de modo que la tensión de vapor no es saturante para gotitas liquidas que tienden por consiguiente a evaporarse.

Simultáneamente la tensión de vapor es superior a la tensión saturante para el hielo. El vapor de agua entonces se transforma directamente en hielo y se deposite sobre los cristales de hielo. De todo ello resulta que los cristales de hielo crecen en detrimento de las gotitas de agua.

Para temperaturas ligeramente inferiores a 0°C, la velocidad de crecimiento de los cristales de hielo en las nubes mixtas es poco diferente de la de las gotitas de agua. Sin embargo, para temperaturas inferiores a -10°C, los cristales de hielo crecen más rápidamente que la de las gotitas de agua. El traspaso directo de vapor tiene su máximo de eficacia para temperaturas próximas a -15°c.

Se ha supuesto, al principio, que toda gota de lluvia, o gran parte de ellas, tenía su origen en un cristal de hielo en una nube mixta. Para que esto suceda de esa manera sería necesario que todas las nubes productoras de lluvia se encontrasen por encima de la isoterma de 0°C.

Este no es el caso indudablemente. Las fuertes tormentas tropicales, por ejemplo, son producidas por nubes cumuliformes, cuyas cimas están situadas muy por debajo del nivel de la isoterma de 0°C.

En efecto, el proceso de bergeron se aplica esencialmente al crecimiento inicial de los cristales de hielo. El crecimiento de los cristales de hielo por sublimación no puede ser rápido, sino en pequeños cristales; se retarda cuando su tamaño decrece.

Es necesario que intervenga un proceso de colisiones para la formación de partículas más gruesas. También, en las nubes donde hay subfusión, las colisiones pueden provocar la congelación de gotitas de agua sobre un cristal de hielo o sobre un copo de vive. En determinados casos estas capas se pueden formar de la reunión de cristales de hielo.

Ya se ha hablado de colisiones entre gotitas, puede resultar el crecimiento de las dimensiones de los gotitas de agua. Ahora se considerará el crecimiento de los cristales de hielo por medio de los procesos de colisión.

Formación de cristales de hielo

Se ha visto que se supone que la formación inicial de un cristal de hielo se produce por lo congelación del agua en subfusión que rodea el núcleo.

Después de su formación, un cristal de hielo puede crecer, ya por transformación directa de vapor de agua en hielo (por sublimación), ya por la congelación de gotitas de agua en subfusión. Se verá en el próximo post cómo interviene el primero de estos procesos en las nubes frías mixtas, es decir las que contienen a la vez cristales de hielo y gotitas de agua en subfusión.