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ICE (Institut de Ciències de l'Espai)

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The mission of the Institute of Space Sciences (ICE) is to contribute to the general advance of the Cosmos studies, helping to improve CSIC's scientific and technological capacity, as well as to reinforce the presence of CSIC in the space initiatives, to promote excellence in all the activities related to scientific research and outreach and to articulate the contribution of the CSIC to the "Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)". The ICE was created as an institute in formation in 1999 and acquired its definitive plenary status in January 2008. http://www.ice.cat

Entrevista con el Dr. Josep M. Trigo Rodríguez

Fuente: Excodra | Publicado: 27-02-2017
Para formar la atmósfera y la hidrosfera terrestre así como los seres vivos, millones de objetos con composiciones similares a las condritas carbonáceas debieron caer sobre la Tierra, especialmente fruto de la gran hecatombe ocurrida hace unos 3.800 millones de años causada por la migración de Júpiter y Saturno que desequilibró millones de objetos helados en las regiones externas del actual cinturón principal.
Derechos: 2 minutes stacked CCD image of the Whirlpool spiral galaxy (M51) located in the constellation of Canes Venatici. This image was obtained on Jul. 20.95, 2006. Josep M. Trigo-Rodríguez.
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Josep, para ir encuadrando la entrevista, ¿qué objetivos y retos tienen a día de hoy la astronomía y la astrofísica? Y, ¿cómo se complementan estas dos ciencias y sus descubrimientos?

Retos hay muchos y enormemente variados. Sin ánimo de ser exhaustivo voy a mencionar algunos que nos atañen en el marco de esta entrevista.



Estamos recopilando información para comprender mejor los procesos de formación de estrellas y su papel en la producción de elementos químicos y, por ende, en la evolución química del Cosmos.


Las estrellas sintetizan la mayoría de elementos químicos y resultan fundamentales para explicar la formación de planetas rocosos y la aparición de oasis como la Tierra. Debemos averiguar si son comunes alrededor de otras estrellas, así como cuáles son las condiciones adecuadas para que creen y alberguen otras formas de vida. Hoy en día la astronomía y la astrofísica se dan la mano y beben de nuestra inquietud por comprender tanto la dinámica como la física del Cosmos. Un ejemplo de cómo se complementan sería la aplicación de ambas ciencias en el descubrimiento de planetas extrasolares. Mientras la astronomía y la mecánica celeste nos permiten comprender la dinámica orbital de sistemas planetarios tan complejos y fascinantes como TRAPPIST 1, la astrofísica permite interpretar la luz que recibimos de aquellos mundos en su tránsito por el disco estelar para conseguir modelar sus atmósferas y comprender sus propiedades físico-químicas. La exploración del espacio necesita de todo nuestro ingenio.

Mirando tus libros, en concreto Meteoritos, hay un dato que me ha dejado realmente impactado, esas entre cuarenta y ochenta mil toneladas de materia interplanetaria que llegan a la Tierra. Es impresionante. Y si lo multiplicamos por los diez años de cada década aún más… imagino que la gran mayoría se desintegra al ir atravesando la atmósfera, pero nos llegará muchísimo a la superficie de un tamaño considerable, entonces, ¿cómo se estudian estos eventos y qué se descubre en ellos, tanto por su manera de desintegrase como cuando se pueden analizar in situ por haber llegado a la superficie?

Sí, realmente esa cifra suele sorprender pero es tan sólo una ínfima parte del flujo de materia interplanetaria que llegaba a la Tierra durante su formación. Hoy en día la inmensa mayoría de esa materia alcanza el suelo en forma de fino polvo que, incluso en buena medida, respiramos o bebemos. A menudo olvidamos que somos parte del Cosmos y que incluso al ir a nadar al mar: ¡nos bañamos en él! Al comienzo de los tiempos ese flujo de materiales extraterrestres fue millones de veces superior al actual. Siempre ha estado dominado por pequeñas partículas con tamaño desde pocas micras o pocos milímetros, algunas alcanzando la Tierra con una velocidad que las hace capaces de producir estrellas fugaces visibles a simple vista. Normalmente poseen una luminosidad similar a la de las estrellas visibles a simple vista pero cuando las partículas son de tamaño centimétrico pueden producir meteoros más brillantes que el planeta Venus, se denominan bólidos o bolas de fuego.



En base a nuestra red de cámaras conocida como la Red de Investigación sobre Bólidos y Meteoritos (www.spmn.uji.es) podemos triangular las trayectorias de esos eventos meteóricos para reconstruir sus trayectorias en la atmósfera y estimar sus órbitas en el sistema solar.


En ocasiones somos suficiente afortunados como para que penetren en nuestra atmósfera rocas de tamaño métrico que, pese a perder la mayor parte de su masa en el frenado y ablación en la atmósfera, alcanzan el suelo como meteoritos. Desde nuestra red profesional hemos contribuido a la recuperación y caracterización de tres caídas de meteoritos: Ardón, Puerto Lápice y Villalbeto de la Peña. Tener en nuestros laboratorios esas rocas llegadas de los confines de nuestro sistema planetario resulta fascinante para descubrir los procesos que moldearon otros cuerpos de nuestro sistema planetario.



Con la más moderna instrumentación podemos conocer sus condiciones de formación, los procesos que acontecieron en sus cuerpos progenitores e incluso datar cada uno de los procesos que acontecieron en ellos, incluso el origen de nuestro sistema planetario.


Acabáis de presentar un trabajo realmente interesante, “Nanoindenting the Chelyabinsk meteorite to learn about impact effects in asteroids”, en The Astrophysical Journal. Por un lado, ¿en qué consiste el nanoindentador? Y por otro, ¿cómo se extrapolan los hallazgos sobre la estructura y composición de los meteoritos al estudio de la desviación de asteroides para que no alcancen la Tierra?

Sí, ese artículo de investigación forma parte de la tesis de mi doctorando Carles E. Moyano-Cambero y ha contado con la colaboración del equipo del Prof. ICREA Jordi Sort de la Universitat Autònoma de Barcelona que nos ha brindado acceso a ese instrumento denominado indentador, suele ser aplicado para inferir las propiedades mecánicas de materiales. Se trata de una especie de aguja o punzón con una punta de diamante que permite realizar sobre el material una presión perfectamente delimitada y, a su vez, mide la respuesta plástica del material, variable dependiendo de su composición, porosidad y estructura. Escogimos el meteorito Cheliábinsk por ser un excelente ejemplo de los materiales chocados que conforman la mayoría de asteroides potencialmente peligrosos. Nuestro estudio de las propiedades mecánicas revela que los materiales no chocados son más blandos y deberían ser escogidos de manera preferente para conseguir impulsar una mayor cantidad de fragmentos en la llamada pluma de impacto que surge del cráter. Precisamente eso es fundamental para incrementar nuestra eficiencia en el desvío del asteroide dado que nuestra capacidad de transferir el momento cinético es proporcional a la cantidad de masa de material que se desprende en dirección opuesta al proyectil. Desde luego extrapolar esas conclusiones sobre las propiedades de los materiales a un asteroide real es complejo pero es un primer paso. Caber tener en cuenta que las superficies asteroidales poseen regolito y no son tan homogéneas, pero a la espera de que se haga realidad la misión conjunta AIDA de NASA y ESA para hacer una prueba de impacto in situ, es nuestro granito de arena.

Una curiosidad... ¿dónde se ha encontrado el meteorito de mayor tamaño que haya llegado a la Tierra?

Es el de Toba (Namibia) que posee una masa superior a las 60 toneladas pero posiblemente haya mayores ocultos en la corteza terrestre. De hecho, grandes asteroides crearon enormes cráteres de impacto y algunos de ellos podrían conservan fragmentos todavía mayores incrustados en su profundo interior. De hecho, conocemos 190 cráteres de impacto confirmados de acuerdo a la Earth Impact Database (http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/) siendo los mayores Vredefort (160 Km) y Chicxulub (150 km) con 2.023 y 65 millones de años (Ma) de antigüedad respectivamente. De hecho, los impactos se han extendido a lo largo de la historia de la Tierra aunque la subducción de la corteza y los procesos erosivos hacen que los más antiguos queden ocultos por el dinamismo geológico de nuestro planeta. Pero hay otras evidencias de impactos, por ejemplo algunas menas de hierro son precisamente el legado de grandes asteroides metálicos que se incrustaron en la corteza mucho después de que aconteciese la diferenciación química de nuestro planeta que formó su núcleo de hierro y níquel (conocido como Nife).

Se me ocurre pensar en cómo afecta la entrada de los asteroides a la composición de la atmósfera, ¿qué se sabe sobre ello? ¿Tiene relevancia por ejemplo en el clima?

Depende de su tamaño pero incluso los más pequeños causan efectos relevantes. El de Tunguska, ocurrido el 30 de junio de 1908, fue producido por un posible fragmento del cometa 2P/Encke que arrasó unos 2.200 km2 de taiga por la potencia de la onda de choque generada en la desintegración de ese objeto de unos 30 metros de diámetro. Tal onda de choque derribó unos ochenta millones de árboles tal y como reveló la expedición de Leonid Kulik a esa remota zona de la taiga siberiana casi dos décadas más tarde.



Grandes cantidades de polvo oscurecieron la atmósfera en Europa durante semanas tras el impacto, ni que decir tiene lo que podría originar un impacto mucho mayor: cambios climáticos a escala global al limitar la radiación solar. En impactos mayores se producen sustancias nocivas que podrían envenenar la biosfera. Aquel 30 de junio de 1908 fuimos tremendamente afortunados: por una diferencia horaria de unas seis horas no ocurrió sobre la poblada urbe de San Petersburgo, un acontecimiento que hubiese marcado nuestra noción sobre el peligro de impacto, no podemos esperar más.


Precisamente, por la necesidad imperiosa de que se reconozca el peligro de impacto por estos objetos soy uno de los promotores a nivel internacional del Día del Asteroide (www.asteroidday.org). No es un problema falaz, las Naciones Unidas acaban de reconocer cada 30 de junio en conmemoración de lo enormemente afortunados que fuimos en 1908. Y, pese a lo que podríamos pensar, no hace falta remontarnos demasiado para encontrar evidencia del impacto catastrófico de un asteroide de tamaño kilométrico: el impacto descubierto por el submarino Eltanin en el Sur del Océano Pacífico, originado por un asteroide de varios kilómetros de diámetro durante el Plioceno hace unos 2,5 Ma. El megatsunami generado con su potencia explosiva de unos 10 millones de megatones de TNT produjo una distribución caótica en los sedimentos del fondo del océano Pacífico y sedimentos con fósiles apilados hallados en las costas del Perú o del Este de la Antártida.

¿Qué son las condritas carbonáceas y, cuáles son las últimas hipótesis sobre el origen de la vida en nuestro planeta, o, qué tipos de hipótesis se están trabajando…?

Son una clase de meteoritos no diferenciados, es decir, procedentes de pequeños asteroides e incluso cometas formados lejos del Sol que nunca se fundieron al formar objetos con un diámetro inferior a unos cien kilómetros. Al condensarse hace más de 4.560 millones de años en las regiones externas del disco protoplanetario, se formaron de pequeños minerales rocosos, hielos y materia orgánica. El calor residual que generaron los isótopos radiactivos hizo que estuviesen empapados en agua mucho antes de formarse la Tierra. Así lo revelan ciertos isótopos radiactivos almacenados en los minerales de alteración acuosa que contienen. Precisamente pensamos que tales reacciones de alteración acuosa en asteroides carbonáceos supusieron un primer paso hacia el origen de la vida.



Acabamos de publicar unos experimentos en Nature Scientific Reports que demuestran que los minerales que forman estos meteoritos tienen propiedades catalíticas únicas y pueden sintetizar, en presencia de agua y formamida, todos los compuestos orgánicos considerados puntos de partida de la llamada química prebiótica, incluyendo: aminoácidos, bases nitrogenadas, etc…


Fruto de todo nuestro trabajo y de algunos de esos descubrimientos, desde el Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC y desde el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, nos convertimos hace siete años en repositorio internacional de muestras de meteoritos Antárticos de la NASA. Pasar de la química prebiótica al origen de la vida es un salto descomunal pero la mayoría de científicos pensamos que la vida surgió en la Tierra, necesitando de unas condiciones propicias de presencia de agua líquida, temperatura, compuestos prebióticos y un sustrato catalizador (ciertos minerales como los filosilicatos). Eso no significa, como personalmente pienso e introduje en mi libro “Las raíces cósmicas de la vida” que la vida orgánica sencilla no pueda haber surgido en otros planetas, incluso en nuestro propio sistema planetario. Pienso que la vida orgánica sencilla es ubicua en el Universo y es cuestión de tiempo y nuevas técnicas que podamos definirla mejor y ser capaces de detectarla.

Nuestra vida, nuestra química orgánica, se basa en el carbono, ¿pero qué relación hay con el silicio y qué podemos seguir averiguando desde la composición de los asteroides/meteoritos y nuestros propios suelos?

El silicio es otro elemento químico con propiedades similares al carbono para formar compuestos complejos, como anunciaba en mi libro “Las raíces cósmicas de la vida”. Sin embargo no se conoce que este elemento en nuestro entorno participe en la creación de una alternativa a la química orgánica para la aparición de otros seres. Simplemente la química orgánica, basada en las propiedades del carbono para crear cadenas de compuestos químicos complejos, parece dominar la formación de organismos vivos en nuestro entorno galáctico mientras que el silicio participa más activamente en la formación de rocas a través de los omnipresentes silicatos. Todavía desconocemos si en otros lugares el silicio ha podido desarrollar otro papel protagonista en la aparición de vida.

Muy por encima, ¿qué hay en los cometas, en sus características físicas y químicas que los convierten en tan relevantes? Es como si encerraran un determinado misterio sobre la vida… o que sean muy literarios, como poéticos, no sé, cuéntanos un poco sobre ellos por favor.

Los cometas son cuerpos helados, una amalgama de pequeñas partículas minerales, hielos y materia orgánica que contienen las claves de nuestra propia existencia. Proceden de oscuros rincones del sistema solar exterior y apenas han sufrido cambios desde su formación. Al ser cuerpos no diferenciados constituyen un auténtico legado de los materiales formativos del Sistema Solar. Comparativamente la Tierra se formó de embriones planetarios formados en condiciones de temperatura elevada y ausencia de oxígeno, es decir, mucho más cerca del Sol. Por ello, las rocas que forman nuestro planeta poseen isótopos de oxígeno en proporciones casi idénticas a las hoy en día bastante escasas condritas de enstatita. Tales condritas formaron mayoritariamente los planetas terrestres.



Para formar la atmósfera y la hidrosfera terrestre así como los seres vivos, millones de objetos con composiciones similares a las condritas carbonáceas debieron caer sobre la Tierra, especialmente fruto de la gran hecatombe ocurrida hace unos 3.800 millones de años causada por la migración de Júpiter y Saturno que desequilibró millones de objetos helados en las regiones externas del actual cinturón principal.


Estamos intentando convencer a la Agencia Europea del Espacio (ESA) de la necesidad imperiosa de desarrollar misiones de retorno de muestras desde cuerpos primitivos, habiendo sido parte del núcleo científico de la misión de clase media Marco Polo 2D propuesta a ESA, todavía sin que haya sido elegida. Ciertamente en un futuro necesitaremos misiones mucho más avanzadas que la ya de por sí enorme y fructífera Rosetta, que estudien remotamente el objeto, seleccionen las regiones más prístinas de su superficie y que traigan de manera estanca materiales de un cometa en condiciones criogénicas. Sin duda tener en nuestros laboratorios los materiales formativos de un cometa podría ser un paso gigante para comprender el papel de estos objetos en el campo de la astrobiología.

Para terminar, Josep, sobre el saber, el universo y nuestra vida, que ya es casi una locura pensar en que estemos solos en el universo con todo lo que hay ahí afuera… ¿se tendría que potenciar más, y cómo, la astronomía y la astrofísica para acercarnos mucho más a nuestro conocimiento sobre nuestro origen, sobre nuestro presente y para intuir el futuro, para saber qué hacer ahora con nuestro pequeño planeta?

Por supuesto, estoy convencido de que hay vida en otros mundos, incluso es muy pretencioso descartar que no exista vida sencilla en otros entornos de nuestro sistema solar. La respuesta a tales preguntas sólo las puede dar la ciencia que, no olvidemos, es parte esencial de la cultura de un pueblo. Europa lo sabe, por poner un ejemplo cercano en nuestros vecinos galos, Jules Verne y Camille Flamarion inspiraron a muchas generaciones de científicos y tecnólogos. Necesitamos apostar decididamente por la ciencia, eligiendo mejor a nuestros políticos, despertando interés en nuestros hijos para que se hagan preguntas y conozcan desde pequeños el método científico para saber distinguir los argumentos razonables de las supercherías que nos acechan. España ha dado grandes divulgadores en las últimas tres décadas y apenas son conocidos pues es triste comprobar que las editoriales grandes no conceden a la divulgación el espacio que merece. Con nuestro afán y empeño haremos por cambiarlo, demostraremos que la ciencia es clave para nuestra evolución e interpretación de la realidad pero también para cambiar nuestro destino. Y no nos equivoquemos, más tarde o más temprano otro asteroide golpeará la Tierra, tal y como ha ocurrido en infinidad de ocasiones en el pasado. Por ello pienso que la colonización de Marte o de la Luna podría ser la vía de que la raza humana sobreviviese a una hecatombe a escala planetaria, quizás inducida por nuestra propia incompetencia en el uso indiscriminado de los escasos recursos de nuestra madre tierra. Quizás la exploración y el descubrimiento de otros nichos de vida sea un primer paso necesario para una especie valiente y viajera que no se amilana frente a la exploración del Cosmos.


Información adicional:

About the image: 2 minutes stacked CCD image of the Whirlpool spiral galaxy (M51) located in the constellation of Canes Venatici. In this image obtained on Jul. 20.95, 2006 is easily visible the connecting arm among M51 and its colliding companion (M51b or NGC 5195) located on the left. In fact, the spiral structure of the Whirlpool galaxy was strongly affected by a collision with that dwarf gallaxy. Gravity waves created in such an cosmic encounter have promoted massive stellar growth in different regions, particularly in the arm connecting both galaxies. Download the Hubble Heritage mosaic in poster (!) Studies of M51 variable stars by using the Hubble Space Telescope have revealed that this galaxy is about 27 million light-years away from us. Additionaldetails on M51 

http://www.spmn.uji.es/ESP/trigoobs.html


 

Comentarios:
Josep M. Trigo Rodríguez

Josep M. Trigo Rodríguez

Científico titular del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), e I.P. del Grupo de Meteoritos, Cuerpos menores y Ciencias Planetarias del ICE-CSIC. Entre 2003 y 2005 fue postdoc del Instituto of Geofísica y Física Planetaria de UCLA. Tras la publicación de más de medio centenar de artículos arbitrados sobre los cuerpos menores del Sistema Solar y más de una decena de libros, el Minor Planet Center catalogó un asteroide en su honor con el nombre: 8325 Trigo-Rodríguez.

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