CIENCIA › DIALOGO CON EL FISICO ESTEBAN REISIN

La capa de la atmósfera que volvió del frío

La mesopausa (región de la atmósfera situada entre 80 y 100 kilómetros de altura) revela cuestiones relacionadas con los cambios climáticos en la Tierra y produce el destello brevísimo de las estrellas fugaces.

 Por Leonardo Moledo

Con paciencia y con menos reconocimiento del que se merece, la capa de gases que rodea la Tierra (mejor conocida con el nombre de atmósfera) se encarga silenciosamente, entre otras cosas, de las nobles tareas de proteger a la humanidad de la caída de meteoritos, de aliviarla de la ardorosa incidencia de los rayos solares y de moderar la amplitud térmica para facilitar el desarrollo de la vida. Pero aunque el 95 por ciento de toda la materia atmosférica está concentrado en apenas 15 kilómetros desde la superficie terrestre (gracias a la omnipresente ley de gravedad), hay, más allá de la capa de ozono, a unos 80 kilómetros de la superficie, una región de una densidad infinitesimal que resulta clave para la comprensión de ciertos fenómenos que acechan la Tierra y de otros que observamos en el cielo. Cuna de las estrellas fugaces, la mesopausa, que es la región más fría de la atmósfera, es estudiada en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio por el doctor en física e investigador del Conicet Esteban Reisin.

–Lo primero que le voy a pedir es que me cuente qué es lo que hace.

–Bueno, esencialmente, estudio la física de la alta atmósfera en alturas que van de 80 a 100 kilómetros. Es la denominada región de la mesopausa, la zona más fría de toda la atmósfera.

–¿Y qué pasa ahí?

–Bueno, pasan muchas cosas. Por ejemplo, se detecta un fuerte comportamiento de ondas de gravedad, ondas gravitatorias que se llaman como las ondas del mar, pero en la atmósfera...

–¿Ondas gravitatorias?

–Sí, pero ojo, no ponga así mejor. No son las famosas ondas gravitacionales de los físicos.

–Bueno, es que hay montones de físicos tratando de cazar las ondas gravitacionales con aparatos costosísimos, y de repente las encuentro aquí en el IAFE.

–En realidad, son variaciones del campo gravitatorio que se deben a distintos fenómenos. Por ejemplo, si hay un movimiento del mar, una marea, va a haber una variación del campo gravitatorio. Hay otras causas que generan fenómenos de más largo tiempo (lo que se llaman las mareas térmicas que no son lo mismo que las mareas de gravedad).

–¿Qué son las mareas térmicas?

–Se deben al calentamiento y enfriamiento diario. Durante el día la Tierra se calienta y luego se enfría a la noche y eso genera oscilaciones de 24 horas, 12 horas, 8 horas, calóricas de 24 horas, que no son tan sencillas. Uno cree que es una cosa aburrida y sin embargo hay días en que hay fuerte variación de mareas y otros en que no, porque de día estas ondas se generan a nivel de la superficie o de la estratosfera (por el calentamiento de la capa de ozono) y se pueden propagar o no de acuerdo con un montón de factores como por ejemplo el viento que hay en el camino.

–¿Y qué densidad tiene la atmósfera allí?

–Es la millonésima parte de la densidad que hay acá a nivel del suelo. De todas maneras uno tiende a decir que eso no es atmósfera, porque no podemos ni respirar, ni nada.

–Y aparte uno reventaría, porque la presión debe ser muy baja.

–Por lo pronto no podemos ni siquiera intercambiar demasiado, pero pasan cosas, no es vacío. Eso también es importante aclararlo porque, por ejemplo, el famoso viento solar es 10 a 12 veces menos denso que la cantidad de atmósfera que hay ahí. Es suficiente atmósfera como para que se formen las famosas estrellas fugaces.

–¿Se forman ahí?

–Ahí generan la huella ionizada que nosotros vemos.

–¿Por rozamiento arranca electrones?

–Sí.

–¿Y qué más pasa?

–Bueno, en esas alturas se utilizan los meteoros para medir vientos con radares.

–¿Y por qué se llama mesopausa?

–Bueno, para responder eso tendría que contarle un poquito cómo es el perfil de la variación de la temperatura por las alturas.

–A ver...

–Uno empieza desde abajo: la temperatura baja hasta que entra la capa de ozono en acción, más o menos a 15/20 kilómetros. Allí la temperatura cambia justamente por la absorción de la capa de ozono.

–¿Y después?

–La capa de ozono es la que define dónde la temperatura empieza a crecer por la altura. Eso es la estratosfera. Después, en algún momento, la capa de ozono ya no puede hacer ese rol y entonces la temperatura vuelve a bajar en lo que se llama la mesosfera. Lo que nosotros estudiamos es justamente lo que está ocurriendo en una región de entre 80 y 100 kilómetros de altura. Y después, la temperatura –esto es interesante y poco conocido– crece muchísimo, a 1000 grados o más dependiendo de la actividad solar. Esto es lo que se llama la termosfera (que alcanza temperaturas de 1500 grados).

–¿La atmósfera allí es homogénea?

–Bastante homogénea, tiene esencialmente los componentes normales: nitrógeno 78%, oxígeno 21% y el 1% restante el bastante poco conocido argón. La gente no lo sabe, pero es el tercer componente más importante de la atmósfera. No se habla mucho porque no es aportante energético, pero desde el punto de vista cuantitativo es significativo. Mayoritariamente, son átomos neutros, sin momento bipolar, y esto hace que la atmósfera se transparente.

–Ahora, ustedes estudian esto... ¿qué es lo que quieren saber?

–Queremos saber qué pasa en estas alturas.

–¿Y lo saben o no?

–En principio sabemos bastante, pero bueno, siempre hay más por conocer.

–¿Qué es lo que no saben?

–Me resulta complicado contestar. Podría contestar, mejor, qué es lo que sí podemos medir. Las emisiones de airglow (ver recuadro) nos regalan una especie de termómetro de lo que ocurre en la alta atmósfera mediante mediciones que efectuamos con un aparato especial que armamos y diseñamos nosotros. Es un espectómetro que mide de noche y captura las emisiones que vienen de estas alturas. Luego, analizando la forma del espectro de lo que uno está midiendo, puede determinar qué temperaturas hay en esas alturas. Ese es nuestro material de trabajo. Uno mide las temperaturas de las mismas intensidades que vienen de dos alturas distintas, por ejemplo, a 87 kilómetros una y a 97 kilómetros la otra. A partir de esas dos mediciones de dos temperaturas distintas y de dos alturas distintas, uno puede saber muchas cosas que están pasando. Nosotros cada 80 segundos podemos medir este juego de temperaturas y medir las mismas intensidades, que es fundamental para entender qué es lo que está pasando en estas alturas.

–¿Y por qué quiere entender qué es lo que está pasando en esas alturas?

–En principio, es la misma atmósfera que se trata de estudiar acá abajo. En este país somos los únicos que hacemos esto. Determinados fenómenos, por ejemplo la propagación de ondas que se generan en la base de la atmósfera, se ven mucho más fuertes porque al propagarse tienden a amplificarse a mayores alturas. También un tema que puede estar relacionado es el famoso calentamiento global. En estas alturas uno esperaría teóricamente que haya un enfriamiento, no un calentamiento.

–¿Y hay enfriamiento o no?

–Nosotros medimos ese enfriamiento por lo menos durante la década pasada.

–O sea que empolla el calentamiento global.

–De alguna forma sí.

Informe: Nicolás Olszevicki.

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