Búsqueda · 27 momentos en 9 episodios
Francis VillatoroBorja TosarJuan Carlos GilGastón GiribetIgnacio Crespohabitabilidad química tierra planetas rocososformación del núcleo influencia habitabilidadcraig walton primer autor nature astronomyescuela politécnica federal zurich investigación planetariaformación del núcleo planetariodisponibilidad fósforo y nitrógenocondiciones químicas planeta rocosoplanetas rocosos océano de magmaformación de núcleos planetariosquímica del núcleo planetarioJuan Carlos GilNature AstronomyCraig WaltonEscuela Politécnica Federal de ZurichUniversidad de CambridgeGroningenNeuer LabJuan CarlosTierraBorja TosarMarteSpargaerenGastón GiribetCoffee Break Señal y RuidoIgnacio CrespoCarbonoHidrógenoOxígenoNitrógenoFósforoAzufreATPHéctor Socas
Condiciones químicas Planeta rocoso
Ep577: Planeta Enano; Errores en IAs; Romper Agujeros Negros; Habitabilidad Química; Virus y Monos
29 de octubre de 202611 momentos
Con
0:000:301:001:302:002:303:03
Juan Carlos Gil explica cómo una pregunta científica se centra en determinar si las condiciones químicas durante la formación del núcleo de un planeta influyen en la disponibilidad de fósforo y nitrógeno, elementos esenciales para la vida.
…la otra vez acerca de la cantidad de agua que pueda haber cerca del núcleo de un planeta; lo importante es que esté o bien en superficie o bien no muy lejos de la superficie. La superficie tiene buena pinta. Bueno, pues en este contexto es en el que aparece. El artículo que se titula La habitabilidad química de la Tierra y de los planetas rocosos condicionada por la formación del núcleo, publicado en Nature Astronomy en su versión online a presión febrero y en la revista Física, si queréis, en abril. Lo firma Craig Walton como primer autor junto con otros cinco investigadores que es un equipo internacional: participación de la Escuela Politécnica Federal de Zurich, la Universidad de Cambridge, la de Groningen en Países Bajos y el Neuer Lab, el laboratorio de astronomía infrarroja de la National Science Foundation de Estados Unidos, que también está muy relacionada con el candidato a planeta enano del que hablamos antes. O sea, es un grupo, pues como nos gusta a menudo, que combina un mogollón de cositas: geoquímica, formación planetaria, astrofísica, para investigar eso. ¿Cómo la formación del núcleo puede influir en la habitabilidad? ¿De un planeta rocoso? La pregunta era: la pregunta científica que se planteaban, ¿hasta qué punto las condiciones químicas durante la formación del núcleo de un planeta determinan la cantidad de fósforo y nitrógeno en particular que quedan disponibles para la vida? Y para entender este asunto tengo que irme un poquito para atrás y explicar, y corregidme si me equivoco que no es mi campo, cómo se forman los planetas rocosas. Porque en general en las primeras etapas el interior de estos planetas está hundido en forma de lo que llaman océano de magma y se suelen diferenciar, suelen aparecer dos fases. Es una metálica, típicamente rica en hierro y en níquel, que no sé si os ha pasado a vosotros, pero yo cuando era niño me enseñaron que eso se llamaba nífe, y durante años pensé que eso era un nombre tal cual, o a lo mejor un acrónimo; me costó muchísimo…
Significado #1 · Palabras #1
Ignacio Crespo da la bienvenida a los oyentes a Coffee Break Señal y Ruido, anunciando los temas del episodio: la habitabilidad química de planetas rocosos, errores en inteligencia artificial y la posibilidad de que un agujero se rompa en dos.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #20 · Palabras #7habitabilidad química planetas rocososerrores inteligencia artificial elementalesagujero romperse en dos…de que la ONU reconozca la importancia de Coffee Break en algún momento, porque somos informacionales, somos mediáticos y según el día también nos sentimos algo alfabetos. Hoy que no está Héctor, un poquito menos, pero dejaremos que eso lo juzguéis vosotros. Bienvenidas y bienvenidos a Coffee Break Señal y Ruido, la tertulia de cada semana sobre la actualidad científica. Ahí metrá música, hará sus cosas. Hoy hablaremos de ricitos de oro y la habitabilidad química de la Tierra y otros planetas rocosos, que la verdad es que el cuento ha cambiado un poco. Contaremos las vergüenzas de la todapoderosa IA, sorpresa, a veces se equivoca, con las cosas más elementales, además. También nos pondremos serios y reflexionaremos sobre si un agujero puede romperse en dos, una de las pocas preguntas que son casi tan difíciles de responder con agujeros cotidianos como Con agujeros negros. Puede que hablemos incluso de un virus que nos vuelve más monos; bueno, a nosotros no, a los chimpancés. Así que les vuelve aún más monos, podríamos decir. Y como ya sabéis, si queréis seguirnos con los papeles en mano, con los papers,…
Juan Carlos Gil introduce un paper que explora los requisitos para la habitabilidad planetaria desde una perspectiva química, más allá de la tradicional zona habitable basada en la distancia a la estrella.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #4habitabilidad planetaria perspectiva químicaoxidación y reducción en habitabilidadnitrógeno y fósforo en planetasinvestigadores paper juan carloszona habitable tradicional distancia estrellaagua líquida en superficie planetaerienesfera condiciones habitabilidad planetariaaguabilidad o aquability en inglésextremófilos límites diagrama vida tierraporosidad rocas circulación agua químicaporosidad rocas y flujo químicoagua circular no garantiza vidadesintegración isotopos radioactivos habitabilidadcalor residual formación planetaria…Vuelve. No, yo estoy totalmente a favor de estudiar estas cosas especulativas. Por supuesto, totalmente. Las más locas del mundo también, pero a la hora de anunciarlas hay que tener cierta responsabilidad pues justo esa responsabilidad es la que han tenido. los investigadores del paper que nos trae Juan Carlos que habla de la habitabilidad de planetas y como a veces eso cae en una franja muy estrecha pero no por lo que pensamos, que normalmente pensamos en la distancia al sol y mil otras cuestiones pero Juan Carlos que es químico quiere hablarnos de la oxidación, la reducción, el nitrógeno, el fósforo así que cuéntanos un poco, ¿qué dice este paper? Sí, no es la primera vez que nos planteamos que se necesita para que un planeta sea habitable, tú lo decías, normalmente pensamos en la zona habitable tradicional, rocoso, atmósfera y sobre todo situada en una distancia de su estrella que permita tener agua líquida en superficie, pero incluso en el episodio anterior veíamos que había otras condiciones porque la Habitabilidad no tiene por qué circunscribirse a la superficie. Hablaba de un artículo que acuñaba el término erienesfera, la región del subsuelo del planeta, donde se daban estas condiciones de presión y temperatura que permitirían agua líquida, lo que llamaban aguabilidad, que Héctor decía que quedaba mejor, aquability en inglés, y se mantenían presión y temperatura dentro de los límites razonables que conocemos en nuestro único caso, en nuestro punto gordo único en el diagrama de la vida en la Tierra, que fuesen admisibles por lo menos para extremófilos, para las cosas más durables que conocemos. Y en ese artículo también metían la condición de la porosidad de las rocas para permitir la circulación del agua y el transporte de las sustancias químicas que pudiera llevar. disueltas. Y en relación a esto de la porosidad, que hay una conexión con lo que viene después: que el agua pueda circular por esas rocas, ya veremos que no va a garantizar que los elementos químicos que necesita la vida fluyan mediante esa porosidad y que lleguen a las regiones donde luego podrían estar disponibles para una posible bioesfera. El artículo también mencionó un resultado interesante que permitía que la vida se desarrollase en planetas situados incluso muy lejos de su zona habitable tradicional. Gracias, por ejemplo, al calor interno del planeta producido por desintegración de isotopos radioactivos, por el calor residual de su formación; incluso en determinados mundos podría contribuir el calentamiento de las fuerzas de marea. En resumen, que no necesitamos necesariamente agua líquida en la Superficie. De nuevo, tenemos un único punto y aquí los peces están en océanos que están en la superficie, pero vete tú a saber; y ni siquiera necesitamos atmósfera para imaginar un mundo subterráneo habitado por bichitos. Pero como adelantabas Ignacio, nos…
Juan Carlos Gil continúa explicando un artículo sobre habitabilidad planetaria, enfatizando la necesidad de ingredientes químicos específicos para la vida, como los bioelementos CHOMPS.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #14bioelementos chomps para la vidacalcio y magnesio en planetas habitablesoligoelementos hierro zinc cobredisponibilidad de elementos químicoshabitabilidad planetaria y biousabilidadelementos accesibles en erienesferaestados de oxidación comprometen biousabilidad…parecer ex nihilo de nada, bueno, de nada, de química prebiótica, en esas condiciones. Podrían ser dos respuestas distintas Y eso es un melón ingente, de tamaño planetario, que no estamos en condiciones de responder Pero aparte de lo que os decía, me presenta Más como químico, falta otra condición y es los ingredientes químicos de la vida. De nuevo, basándonos en lo que conocemos de nuestro planeta, los bioelementos principales, lo hemos hablado muchas veces, el famoso CHOMPS: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre. Hay otros elementos que se usan menos pero son importantes como por ejemplo calcio y magnesio, y luego tenemos los oligoelementos, metales como hierro, zinc o cobre que aunque se necesitan en cantidades muy pequeñas, sin embargo son determinantes en funciones esenciales de muchísimos procesos biológicos. Y más aún, es que no solo hace falta que esos elementos existan, es que tienen que estar disponibles, ¿vale? Cuando hablamos de habitabilidad, esos elementos tienen que ser accesibles a la posible vida Tienen que estar, desde luego, en cantidad suficiente, pero también en formas químicas aprovechables. Los elementos tienen la buena costumbre de ponerse en distintos estados de oxidación o asociarse a elementos que podrían comprometer su biousabilidad, si me permitís la palabra, y tienen que estar, además, donde el resto de condiciones son adecuadas para la vida. Es decir, en la erienesfera, si empezamos a usar el término que se introduce en ese artículo. Porque ¿de qué sirve un planeta que tenga todos los bioelementos necesarios, toda la sopita adecuada, si buena parte de esos elementos están secuestradas en el núcleo metálico, ahí a No sé cuántos gigapascales, fuera de cualquier posible erienesfera. ¿Vos decís, por ejemplo, una civilización lejana nos miraría y dice: ese planeta seguro es muy habitable porque mira la cantidad de níquel que hay ahí o de cloro en la atmósfera, que…
Juan Carlos Gil explica cómo una pregunta científica se centra en determinar si las condiciones químicas durante la formación del núcleo de un planeta influyen en la disponibilidad de fósforo y nitrógeno, elementos esenciales para la vida.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1habitabilidad química tierra planetas rocososformación del núcleo influencia habitabilidadcraig walton primer autor nature astronomyescuela politécnica federal zurich investigación planetariaformación del núcleo planetariodisponibilidad fósforo y nitrógenocondiciones químicas planeta rocosoplanetas rocosos océano de magmaformación de núcleos planetariosquímica del núcleo planetario…la otra vez acerca de la cantidad de agua que pueda haber cerca del núcleo de un planeta; lo importante es que esté o bien en superficie o bien no muy lejos de la superficie. La superficie tiene buena pinta. Bueno, pues en este contexto es en el que aparece. El artículo que se titula La habitabilidad química de la Tierra y de los planetas rocosos condicionada por la formación del núcleo, publicado en Nature Astronomy en su versión online a presión febrero y en la revista Física, si queréis, en abril. Lo firma Craig Walton como primer autor junto con otros cinco investigadores que es un equipo internacional: participación de la Escuela Politécnica Federal de Zurich, la Universidad de Cambridge, la de Groningen en Países Bajos y el Neuer Lab, el laboratorio de astronomía infrarroja de la National Science Foundation de Estados Unidos, que también está muy relacionada con el candidato a planeta enano del que hablamos antes. O sea, es un grupo, pues como nos gusta a menudo, que combina un mogollón de cositas: geoquímica, formación planetaria, astrofísica, para investigar eso. ¿Cómo la formación del núcleo puede influir en la habitabilidad? ¿De un planeta rocoso? La pregunta era: la pregunta científica que se planteaban, ¿hasta qué punto las condiciones químicas durante la formación del núcleo de un planeta determinan la cantidad de fósforo y nitrógeno en particular que quedan disponibles para la vida? Y para entender este asunto tengo que irme un poquito para atrás y explicar, y corregidme si me equivoco que no es mi campo, cómo se forman los planetas rocosas. Porque en general en las primeras etapas el interior de estos planetas está hundido en forma de lo que llaman océano de magma y se suelen diferenciar, suelen aparecer dos fases. Es una metálica, típicamente rica en hierro y en níquel, que no sé si os ha pasado a vosotros, pero yo cuando era niño me enseñaron que eso se llamaba nífe, y durante años pensé que eso era un nombre tal cual, o a lo mejor un acrónimo; me costó muchísimo…
Juan Carlos Gil explica cómo la afinidad química de los elementos por diferentes fases influye en la diferenciación planetaria, introduciendo los términos 'siderófilos' y 'litófilos'.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #19siderófilos y afinidad por hierrolitófilos prefieren silicatosdiferenciación planetaria siderófilos litófilosquímica de la diferenciación planetaria…la luna procedía del manto; así que era bastante pobre en hierro y por eso la luna, o por eso creemos que la luna, por eso tiene un núcleo diminuto: completamente es menos de un 2% del tamaño de la masa de la luna mientras que en la Tierra supone el 30%. O sea que esta diferenciación, bueno, obviamente a nivel de geología planetaria es extraordinariamente relevante. Bueno, lo que acabo de contar del níquel, hierro y silicio es una propiedad genérica que afecta a todos los elementos: su afinidad química por unas fases o por otras. Las que tienen en diferenciación planetaria la mayor afinidad por el metal se le llama siderófilos, del griego sideros, hierro; y a las que prefieren los silicatos, se les llama litófilos, de lisos, piedra. Pero esa preferencia por una fase u otra depende a su vez de las condiciones químicas, así es la química. En particular por una magnitud que los geofísicos y geoquímicos utilizan muy a menudo, la fugacidad del oxígeno, que es una forma de expresar mediante una presión efectiva el concepto más general termodinámico de potencial químico, potencial químico del…
Juan Carlos Gil explica cómo el comportamiento geoquímico del fósforo y el nitrógeno difiere: el fósforo tiende al núcleo en entornos reductores, mientras que el nitrógeno se dirige a los silicatos del manto.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15fósforo afín al núcleo en reductoresnitrógeno migra a silicatos del mantocomportamiento geoquímico fósforo nitrógeno…como sabéis, en el metabolismo energético. Hablé mogollón del fósforo en el episodio 570, mientras que el nitrógeno a nadie se le escapa es un componente fundamental de las proteínas. Pero, y aquí empieza lo interesante, su comportamiento geoquímico, su tendencia por el núcleo o por el manto, que es de lo que estamos hablando, resulta que la experimentan de manera opuesta. En entornos muy reductores, el fósforo tiene mayor afinidad por el metal y por tanto tiende a incorporarse al núcleo, mientras que el nitrógeno migra preferencialmente hacia los silicatos del manto, O sea, en unas condiciones más oxidantes, cuando la fugacidad del oxígeno es mayor, el fósforo se vuelve más litófilo y por tanto se conserva bien en el manto, que es lo que nos interesa para su biodisponibilidad. ¿Cuánto más oxígeno hay? Pero al nitrógeno le…
Juan Carlos Gil explica cómo existen tendencias opuestas en la biodisponibilidad del nitrógeno y fósforo dependiendo de las condiciones redox durante la formación planetaria. Menciona la existencia de un compromiso entre ambas tendencias, creando una 'zona de rizitos de oro' adecuada para la habitabilidad química.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9 · Palabras #13biodisponibilidad nitrógeno y fósforocondiciones redox formación planetariacompromiso tendencias opuestaszona de rizitos de orohabitabilidad química redox…vuelve más litófilo y por tanto se conserva bien en el manto, que es lo que nos interesa para su biodisponibilidad. ¿Cuánto más oxígeno hay? Pero al nitrógeno le ocurre lo contrario; esto se ve muy bien en un diagrama esquemático en la figura 1 del artículo. ¿Hay tendencias por tanto opuestas para la biodisponibilidad de nitrógeno y fósforo dependiendo de las condiciones redos en la formación del planeta? Bueno, pues cuando hay tendencias opuestas a menudo ocurre que existe un compromiso entre ambas, un intervalo ahí intermedio en el que en este caso ninguno de los dos elementos quedaría excesivamente secuestrado en el núcleo Una especie de zona de rizitos de oro, de nuevo, redox, ni demasiado reductora ni demasiado oxidante, adecuada para poder ser degustada En definitiva, la zona de, lo que llaman estos autores, la zona de habitabilidad química Pues para estudiar esto que os he introducido, los autores idean un modelo de diferenciación del núcleo-manto, muy sencillo. Parten de un montón de resultados publicados sobre cómo se distribuye el fósforo y el nitrógeno entre silicatos fundidos y hierro a…
Juan Carlos Gil resume los resultados del modelo sobre la diferenciación núcleo-manto, indicando que la Tierra se encuentra en una zona óptima de habitabilidad química.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5habitabilidad química de la tierraconcentraciones fósforo manto terrestremodelo reproduce concentración fósforoincertidumbres condiciones marcianas…Condición, semejante al núcleo tipo tierra y, o casualidad, es justo en esa banda donde se produce el compromiso entre ambas tendencias entre fósforo y nitrógeno. Hay suficiente fósforo retenido en el manto sin haber penalizado todavía demasiado al nitrógeno. Resumen de todo este rollo, según este modelo la Tierra se encuentra justito en esa especie de zona de ricitos de oro redox que anticipábamos antes, la zona de habitabilidad química Las dos líneas horizontales punteadas discontinuas que aparecen son las concentraciones observadas de verdad medidas en el manto terrestre de fósforo y nitrógeno se ve como el modelo reproduce razonablemente bien la concentración de fósforo observada en el manto terrestre han hecho otro cálculo para que esto no sea solamente mirándonos el ombligo con las condiciones de Marte y dentro de las incertidumbres también les sale bastante bien pero el modelo predice un orden de magnitud de nitrógeno más del que observamos y es que el nitrógeno es realmente puñetero porque no basta solo con retenerlo en el manto, se producen efectos de desgasificación que dependen además de forma acoplada también con las condiciones redos, o sea sería un proceso casi no lineal. En ambientes muy reductores parte de este nitrógeno…
Juan Carlos Gil describe cómo los autores utilizan un catálogo llamado Hipatía para analizar la abundancia química de elementos en estrellas cercanas y su impacto en la composición de exoplanetas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #6catálogo hipatía abundancia químicaratio fósforo-nitrógeno factor 15modelo spargaeren condiciones planetariasoxígeno fugacidad modelo exoplanetas…nitrógeno. Se preguntan a continuación los autores si es relevante la composición inicial del planeta, porque claro, no todos los planetas tienen por qué salir desde la casilla de salida con la misma proporción de nitrógeno y fósforo, y hacen algo que es muy Chulo. Utilizan un catálogo que se llama Hipatía, que recoge la abundancia química de estos elementos en estrellas cercanas y observan cómo hay una dispersión apreciable en el ratio fósforo-nitrógeno que varía aproximadamente en un factor de 15. Luego utilizan otro modelo publicado por un tal Spargaeren y colaboradores, que no sé si te suena Gastón; bueno, esto es geoquímica, que no tiene por qué ser tu campo. El caso es que a partir de condiciones estelares genera condiciones plausibles de planetas rocosos orbitándoles y no solo nitrógeno y fósforo sino la mayor parte de los elementos, también el oxígeno que necesitamos su fugacidad para el modelo. En resumen, que pueden aplicar su modelito a toda la población de exoplanetas que hemos visto y en las condiciones redox que hemos explorado en la figura 2. Y resumiendo, el resultado. Es que para el nitrógeno en la concentración que queda en el manto varía menos de un orden de magnitud. Bueno, no varía demasiado dependiendo del tipo de estrella, pero para el fósforo sí. Dependiendo del tipo de estrella, la concentración de fósforo en el…
Juan Carlos Gil discute la importancia relativa de la composición inicial de una estrella frente a las condiciones de diferenciación del núcleo para determinar la concentración de fósforo en el manto.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #11diferenciación del núcleo fósforofactor composición inicial estrellaproporción elementos pesados estrellabiodisponibilidad fósforo tierrasistema solar fósforo nitrógenocondiciones planeta fósforo neutrógenomundos reductores fósforo secuestrado…queda en el manto varía menos de un orden de magnitud. Bueno, no varía demasiado dependiendo del tipo de estrella, pero para el fósforo sí. Dependiendo del tipo de estrella, la concentración de fósforo en el manto puede cambiar hasta en 5 órdenes de magnitud. Así que, ¿la composición inicial importa? Dime. No, no, sin coorden, 100.000 veces Sí, sí, 100 .000 O sea, si solamente miras a la estrella tenemos un factor de 15 en composición inicial pero este mecanismo de diferenciación del núcleo según su modelo para el fósforo sobre todo puede hacer cambiar las cosas un valor, un factor de 100 .000 O sea que es más importante, de nuevo según este modelo, mucho más las condiciones de la diferenciación que el origen, que lo que tenías en la estrella. A mí eso me llama la atención muchísimo porque todo el mundo utiliza, no tenemos otra cosa de momento, utiliza ciegamente la proporción de elementos ligeros, ligeros no, pesados en la estrella para luego hacer sus cálculos de nubes moleculares y demás, al menos en planetas y al menos en planetas rocosos, esto apunta a otro sitio. Así que la Tierra se encuentra aparentemente en una región especialmente favorable, sobre todo en lo que respecta al fósforo. Lo curioso es que nuestro sistema solar no parece ser especialmente bendecido por la cantidad de fósforo y nitrógeno. Parecemos bastantes anodinos, pero eso, las condiciones en las que se ha formado nuestro planeta, pues ha permitido la biodisponibilidad de fósforo y neutrógeno. Puede haber otros mundos más reductores, bueno, pues que el fósforo quede secuestrado eso en el núcleo y no haya forma de hacer bichitos con ATP. Vete tú a saber si encontrarían, claro, mecanismos alternativos. Y hay otra cosa que mencionan por encima. Pero también es relevante; esto no significa necesariamente que estos planetas en los que el fósforo queda en el núcleo estén condenados a vagar por el espacio como yermos, parajes, eternos sin bichitos, porque el fósforo podría llegar después. Sabemos que…
Borja Tosar continúa reflexionando sobre un artículo científico que aborda la aparición temprana de la vida en la Tierra tras la formación de agua líquida en su superficie.
Habla: Borja TosarSignificado #4formación de agua líquida tierraaparición temprana de la vidacondiciones químicas geológicas…de los lícitos de oro, pues en principio que un planeta tenga agua líquida en superficie que pueda evolucionar químicamente hasta tener microorganismos o vida muy básica, debe ser muy sencillo porque en la Tierra, en cuanto hubo agua líquida en superficie. y hubo las condiciones químicas, a nivel geológico instantáneamente apareció la vida, o sea, no hubo un periodo largo en el que hubo las condiciones y no apareció nada, sino que en cuanto hubo las condiciones apareció. Pero ellos trabajan la idea de la vida compleja es mucho más, sobrevive mucho menos. La vida compleja requiere, por ejemplo, los microorganismos pueden invernar como los tardígrados o los microorganismos. Pero la vida compleja requiere mucha estabilidad,…