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Habitabilidad Química Redox
Ep577: Planeta Enano; Errores en IAs; Romper Agujeros Negros; Habitabilidad Química; Virus y Monos
29 de octubre de 20269 momentos
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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.
…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…
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 CrespoPalabras #10habitabilidad 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 planetariaagua líquida no necesaria para vidamundos subterráneos habitados por bichitosenergía química entre agua y rocasacidez salinidad limitan procesos metabólicosocéanos marcianos pocos millones añosextremófilos límites temperatura radiación…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 quedan todavía algunos ingredientes para la vida. Necesitamos una fuente de energía, que en nuestro caso es fundamentalmente la luz de nuestra estrella, aprovechada mediante fotosíntesis, pero hay casos que conocemos lejanos a la luz del sol en los que se aprovecha la energía química que proporcionan determinadas reacciones típicamente redos entre agua y rocas. También necesitamos condiciones físico-químicas adecuadas; mencionábamos temperatura y presión pero hay otras: acidez, salinidad que pueden, en fin, dificultar o impedir incluso según qué procesos metabólicos. Y esas condiciones tienen que estar durante el tiempo suficiente, no nos vale que haya un océano en Marte durante pocos miles de millones de años para que se desarrollen bichitos que merezcan tal nombre; y aunque los extremófilos, decía, nos han dado sorpresas en temperaturas absurdas como hasta 150 grados o condiciones de radiación brutales entonces, incluso ellos tienen sus límites, ¿no? O sea, no basta con sobrevivir a esas condiciones extremas, hay que dotarse de mecanismos en los que podamos tener un metabolismo, crecer y reproducirse. Aquí, perdona, Juan Carlos, pero hay otro detalle que creo que también puede ser relevante, y es que que…
Juan Carlos Gil continúa explicando un artículo sobre habitabilidad planetaria, enfatizando que los elementos esenciales para la vida deben ser accesibles y estar en formas químicas aprovechables.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6 · Palabras #8bioelementos 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 continúa explicando un artículo sobre la habitabilidad química de la Tierra y otros planetas rocosos, destacando cómo la formación del núcleo influye en esta capacidad.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #7habitabilidad química tierra planetas rocososformación del núcleo influencia habitabilidadcraig walton primer autor nature astronomyescuela politécnica federal zurich investigación planetaria…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…
Juan Carlos Gil explica cómo la fugacidad de oxígeno, un término utilizado en geoquímica, está relacionada con el potencial químico y sirve para medir la disponibilidad de oxígeno.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20fugacidad de oxígeno y potencial químicobustita como referencia geoquímicacondiciones oxidantes y fugacidad de oxígeno…debido a la adición de esa partícula, en mi caso cargada, con las demás partículas reales Por supuesto esa partícula no seguía en la simulación, sino aquello explotaba, sino que simplemente calculaba la energía que suponía la adición de esa partícula, Calculaba el factor de Boltzmann y se hacía un promedio estadístico, y esto permitía estimar el potencial químico de exceso que se llama. Bueno, el caso es que la fugacidad de oxígeno, que es el término geoquímico, está relacionado con este potencial químico, de tal forma que cuanto mayor es esta fugacidad, más oxidantes son las condiciones; es fácil acordarse: más oxígeno, más oxidante, y cuanto menos, más reductoras. En el artículo utilizan una escala para esta fugacidad que denominan delta de IW, que es logarítmica; hay que tener cuidado con eso en las figuras, pero bueno, se entiende muy bien y que nada, es una medida de la disponibilidad de oxígeno que utiliza como referencia el equilibrio entre el hierro metálico que os definía antes y un metal. Esto es necesario, en geoquímica es habitual y el metal que utiliza es la bustita; que debe ser habitual, no lo conozco. Bueno, como os decía, en la pregunta científica los autores se fijaron en nitrógeno y fósforo, ambos bioelementos fundamentales; ambos forman parte de los ácidos nucleicos; ambos forman parte de procesos biológicos esenciales. El fósforo además es central,…
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 #1 · Palabras #1biodisponibilidad 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 GilPalabras #3habitabilidad química de la tierraconcentraciones fósforo manto terrestremodelo reproduce concentración fósforoincertidumbres condiciones marcianasnitrógeno y procesos de desgasificacióncondiciones redox en el mantodesgasificación efectiva en condiciones oxidantespérdida de nitrógeno a la atmósfera…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 puede quedar efectivamente retenido en los minerales del manto, pero en condiciones oxidantes la desgasificación es más efectiva y se puede perder a la atmósfera y no te cuento que eventualmente se puede perder al espacio, dependiendo de... De lo que le pasa al 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…
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 #9catálogo 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…
Borja Tosar continúa reflexionando sobre la posibilidad de que la Tierra sirva como un símil para comprender la ausencia de vida extraterrestre, abordando ahora la improbabilidad de la formación de la Luna y su impacto a nivel planetario.
Habla: Borja TosarPalabras #12formación improbable de la lunavenus y tierra gemelos químicamentezona de habitabilidad según nosotrosarreglar venus en zona habitable…te salen cosas como la paradoja de Fermi: aquí no aparece nadie, ni se escucha a nadie, ni parece que haya nada, bueno, que tiene sus cosas. Pero a mí también la idea de pensar, pues igual la Tierra es un símil, o sea, tiene un montón de características. La Luna, la formación de la Luna es muy improbable; que la Luna se formara como se formó es muy improbable. El efecto de la Luna a nivel planetario fue significativo; de hecho tenemos dos planetas que son gemelos casi químicamente y Venus en masa es igual que la Tierra. Los dos están dentro de lo que estableceríamos con la zona de habitabilidad, que yo pienso que la zona de habitabilidad la ponemos un poco nosotros, pero con unos cambios en la atmósfera pequeñitos, arreglas Venus y arreglas Marte en la zona de habitabilidad, pero genial; y Marte quizás porque sea más pequeño y el núcleo. Sea de otro tamaño que comentaba Juan Carlos, cambia totalmente el planeta y pierde la atmósfera. Venus, por tener la corteza más gorda que la terrestre, no genera tectónica de placas, no recicla el CO2, genera un efecto desbocado y eso no hay que no arregle.…