El genetista Ginés Morata, en su laboratorio, en Madrid. INMA FLORES

En la década de 1950, Ginés Morata era un niño aficionado a jugar al fútbol con una pelota de trapo en las calles de su pueblo, Rioja, una pequeña localidad almeriense golpeada por la posguerra y la emigración. Hace dos años, sin embargo, Morata viajó a Londres para firmar, con pompa, boato y tinta indeleble, en un libro inaugurado en 1660, junto a las rúbricas de Charles Darwin, Isaac Newton, Rita Levi-Montalcini y Albert Einstein. Había sido elegido miembro de la institución científica más antigua del mundo, la exclusiva Royal Society de Reino Unido. Y este sábado, con 74 años recién cumplidos, será presentado también como miembro de la prestigiosa Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, en una ceremonia que se celebrará en Washington. Morata y su primer maestro, Antonio García Bellido, son los dos únicos españoles que han sido invitados a los dos templos de la ciencia mundial.

Lo que ocurrió en las décadas transcurridas tras aquellas pachangas en las calles almerienses forma parte de la historia de la ciencia. Morata era nieto del practicante del pueblo. “Hablamos de Almería en los años 50 y 60. La gente era muy pobre. Cuando se ponían a parir las señoras, el único que podía ayudarlas era mi abuelo. Vivían en cuevas y él volvía lleno de chinches”, recuerda. El joven Ginés decidió matricularse en Biología en la Universidad Complutense de Madrid.

El equipo de Morata acabó iluminando “el conjunto de hechos más sorprendente y enigmático que la genética ha descubierto en toda su historia, porque revela que toda la deslumbrante diversidad animal de este planeta, desde los ácaros de la moqueta hasta los ministros de cultura pasando por los berberechos y los gusanos que les parasitan, no son más que ajustes menores de un meticuloso plan de diseño que la evolución inventó una sola vez, hace unos 600 millones de años”, según resumió el biólogo y periodista de EL PAÍS Javier Sampedro en su libro Deconstruyendo a Darwin (editorial Crítica).

Morata y sus colegas, en concreto, demostraron que el cuerpo de todos los animales se desarrolla en compartimentos estancos, limitados por fronteras invisibles que las células respetan: por aquí un brazo, por allí una pierna. El ritmo lo marcan una decena de genes denominados Hox, presentes en todos los animales. Y lo más increíble es que estos genes son intercambiables entre especies. “Si haces una mosca mutante sin alas, le puedes introducir un gen humano homólogo y, efectivamente, la mosca desarrollará unas alas”, explica Morata en su laboratorio del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC), en Madrid, rodeado por botes con millones de moscas de la fruta, los animales a los que ha dedicado toda su vida científica.

Pregunta. En su libro Deconstruyendo a Darwin, el periodista y biólogo Javier Sampedro, que trabajó con usted en la década de 1980, decía que Darwin mató a Dios. ¿Lo comparte?

Respuesta. Es una forma de verlo. Dios es una creación humana. Dios no nos ha creado a nosotros: los humanos hemos creado a Dios. Darwin te hace ver que muchos de los atributos que tú dabas a Dios no eran de Dios, sino que es una cosa mucho más simple. En ese sentido, lo mata. No sé si yo utilizaría esa expresión pero, efectivamente, uno de los grandes logros de Dios era hacer no sé cuántos millones de especies en siete días. Pues es que no tiene nada que ver.

P. ¿Qué líneas de investigación tiene usted abiertas ahora?

Increíble: médicos chinos logran ‘cultivar’ una oreja en el brazo de un paciente (fotos). En el furo se podrá regenerar el brazo entero.

“En un tiempo no demasiado largo se podrá saber cómo se regenera un brazo de una persona”

 

R. Nosotros, esencialmente, estudiamos la forma en la que se generan tumores en las moscas, manipulando genes que producen también cánceres en humanos. Pensamos que lo que aprendamos en las moscas puede ser útil para entender cómo se generan los tumores en las personas. Y otra línea, que veremos si podemos mantener por cuestión de financiación, es la regeneración de órganos. Si a un anfibio le cortas un apéndice, generalmente lo regenera. Pero si se lo haces a un mamífero, a un ratón o a un humano, no le crece. Este tipo de cosas las estamos estudiando en moscas también.

P. ¿Nuestras células tienen la capacidad de regeneración en el ADN?

R. Si pierdes un brazo en un accidente, no se va a regenerar, pero tus genes saben cómo hacer un brazo, porque ya lo hicieron. El asunto sería convencer a las células para que, de nuevo, empiecen a generar un brazo. Yo creo que, en un tiempo no demasiado largo, se podrá saber cómo se regenera un brazo de una persona.

P. Usted también ha comentado en varias ocasiones que el ser humano podría vivir 500 años.

R. Uno de los grandes descubrimientos de la biología de finales del siglo XX es que hay una universalidad, una identidad genética muy grande entre todos los animales, incluyendo la especie humana. Y los mecanismos de envejecimiento están siendo estudiados en organismos como la mosca y el gusano Caenorhabditis elegans. Se han identificado unos genes que tienen que ver con la longevidad. Manipulando estos genes puedes conseguir que un gusano viva mucho más tiempo con un vigor normal. Y estos mismo genes los tenemos los humanos. Si uno extrapola de forma un poco simplista, podríamos hablar de personas que vivieran 400 o 500 años.

P. ¿Lo cree?

 

R. La duración de la vida se puede manipular, porque depende de genes y los genes pueden ser manipulados. Además, sabemos que la muerte no es un proceso biológico inevitable porque, por ejemplo, hay especies que no tienen proceso de envejecimiento, como los celentéreos, las actinias de mar, que pueden vivir indefinidamente. Y hay otros casos, como las células HeLa, unas células humanas.

P. Las células aisladas de un tumor de Henrietta Lacks.

R. Sí, una señora que murió en 1951 de un cáncer de cérvix. Sin pedirle permiso, los médicos que la trataron obtuvieron varias células de su tumor y las cultivaron in vitro. Resultaron ser tremendamente proliferativas. En todos los laboratorios del mundo se utilizan células HeLa [denominadas así por las letras iniciales de Henrietta Lacks]. Hoy día hay más células vivas de esta señora que cuando ella vivía. Hay un libro que se titula La vida inmortal de Henrietta Lacks. Ella no, pero sus células parecen ser inmortales. Podríamos llegar a pensar en la inmortalidad. Son especulaciones, nadie piensa en ello seriamente, pero están fundadas rigurosamente en hechos científicos.

P. Antes mencionaba que su línea de investigación sobre la regeneración de órganos depende de la financiación. ¿Usted tiene problemas de financiación?

La palabra imposible cada día que pasa será más difícil pronunciarla con propiedad

 

R. Bueno, yo estoy esperando a que me digan qué pasa con mi proyecto de investigación para el que solicité unos fondos. De hecho, me informan de que [las ayudas estatales destinadas a la I+D+i] van a salir a final de abril, antes de lo que se pensaba. Por lo visto, el Ministerio [de Ciencia] se ha puesto las pilas.

P. Las ayudas estatales destinadas a la I+D+i salen con meses de retraso desde hace años.

R. Sí, siempre ha habido retrasos, pero parece que este año van a salir antes. Me alegro. Pero habrá que ver cuál es el nivel real de financiación. La gestión y la financiación de la ciencia española en los últimos 10 o 12 años ha sido un desastre. Todos estamos en precario. Unos más que otros, evidentemente, pero hay una precariedad tremenda, porque han rebajado los fondos de investigación y esto lo hemos pagado todos. Ha sido una época realmente desastrosa.

P. ¿Qué opina de los 10 meses del Gobierno de Pedro Sánchez en cuanto a la ciencia?

R. Este gobierno lleva poco tiempo, es difícil poder hacer una valoración rigurosa. Pero, de entrada, hicieron una cosa buena: pusieron un ministerio de Ciencia, que antes no había. Este gobierno, en relación a los anteriores, ha mostrado signos de un interés mucho mayor en el tema de la ciencia. Me gustaría pensar que, si un gobierno como el que hay ahora continúa después de las elecciones, este retroceso que ha tenido la ciencia española cambiará de signo e iremos a una situación más positiva.

Deberíamos prestar más atención al comportamiento de la Naturaleza para aprender

“La gestión y la financiación de la ciencia española en los últimos 10 o 12 años ha sido un desastre”

 

P. En 2018 solo se ejecutó uno de cada dos euros del presupuesto de investigación, el 47%. Pedro Sánchez tomó posesión en junio e influyen factores como la situación en Cataluña y la negociación de los presupuestos, pero 2018 ha sido el segundo peor año de la historia en la ejecución de los presupuestos.

R. No lo sé, porque no estoy enterado de los números.

P. Pero usted sí ha notado un cambio positivo.

R. Yo he notado un cambio positivo en cuanto al nuevo Ministerio y sus responsables (el ministro, la secretaria de Estado, los directores generales), que claramente son gente que está interesada en mejorar la ciencia en España. Es verdad que, en general, cuando el PSOE ha estado en el poder ha tenido una sensibilidad mayor por la ciencia. Cuando ha habido fuerzas conservadoras generalmente han tenido muy poco interés en el tema. El Gobierno de Zapatero tuvo más interés, con sus sombras y sus luces, y después la época del PP en los últimos años ha sido una precariedad tremenda. Y ahora me gustaría pensar que estos van a mejorar.

P. ¿Cuánto dinero ha solicitado usted?

 

R. No sé lo que me darán, pero he pedido unos 400.000 euros para tres años.

P. Y, con el retraso acumulado en la concesión de las ayudas públicas, usted tiene cero euros.

                     El ritmo de las subvenciones marca el de la investigación

R. Claro. Si tienes algún otro tipo de financiación la tienes que poner ahí. O el centro te adelanta el dinero y cuando te llega [la ayuda estatal] se lo devuelves. Hay muchísimas cuestiones de este tipo que hacen que la vida sea muy complicada. Tienes que andar resolviendo cuestiones que no tendrías que estar resolviendo. Yo, de hecho, ahora mismo me imagino que me financiarán, pero no sé con cuánto. Y, desde enero, mi centro me ha estado adelantando el dinero con la idea de que me financiarán. Cuando llegue ese dinero, una parte ya estará gastada. No debería ser así.

P. ¿A usted le han ofrecido meterse en política?

R. Hace muchos años, pero ya de entrada les dije que no. Tengo respeto por muchos políticos. No tengo nada en contra de la clase política, es fundamental. Pero ni tengo el temperamento ni la inclinación ni seguramente estoy dotado para la actividad política. Alguna vez, hace mucho tiempo, sí que me lo ofrecieron y podría haber ido al Parlamento si me hubiesen elegido.

P. ¿Con el PSOE?

R. Sí.

P. De hecho, usted fue presidente del Consejo de Participación del Espacio Natural de Doñana entre 2006 y 2009 [nombrado por la Junta de Andalucía, presidida entonces por el socialista Manuel Chaves].

R. Sí, ese es el único cargo político, entre comillas, que tuve. Y fue un desastre [risas]. O sea, yo estaba encantado, a mí me gustaba. Yo no cobraba nada, es más, me costaba dinero. Cuando me ofrecieron ser presidente del Consejo de Participación de Doñana dije que sí, que estaba encantado. Estuve tres años y me quitaron. Nunca supe muy bien por qué. Fue una mala experiencia. Evidentemente, quien te nombra te puede cesar, por supuesto, lo que pasa es que los científicos estamos acostumbrados a entender las cosas y que te las expliquen. Yo nunca supe por qué me habían cesado. Puedo sospechar cosas, pero nunca me lo explicaron.

 

P. A usted le quitaron en 2009 [ya con José Antonio Griñán al frente de la Junta de Andalucía] para poner a Felipe González.

R. Sí, y yo soy un gran admirador de Felipe González. A mí me dicen: “Oiga, convendría sustituirlo a usted por Felipe González”. Y respondo: “Perfecto, estoy completamente de acuerdo”. Pero nunca me lo dijeron [risas]. Los científicos no estamos acostumbrados a este tipo de cosas. Yo lo llevaba mal, aunque a mí me gustaba el puesto. Me importó, porque aquello me gustaba, creo que podía hacer una labor. Pero la política funciona así.

      Finalmente se dio carpetazo al proyecto

P. ¿Pudo ser por la refinería Balboa? [Fue un proyecto en Badajoz que implicaba la construcción de un oleoducto desde la costa de Huelva y que finalmente fue tumbado en 2012 por el Ministerio de Medio Ambiente de Miguel Arias Cañete (PP) por el riesgo para Doñana.]

R. Puede ser. Hubo unas reuniones en las que yo expresé mi opinión, que era contraria a la de otros. El problema de un cargo de estos es que imagino que hay una servidumbre política, pero yo no funciono así.

P. Hace poco más de un año, cinco prestigiosos científicos españoles mayores de 70 años, entre ellos Margarita Salas y Jesús Ávila, denunciaron sus dificultades para obtener financiación. “No discriminemos a los vejestorios creativos”, pedían. ¿Usted cree que hay una discriminación?

MARGARITA SALAS, OTRA BUENA CIENTÍFICA

R. Yo soy pensionista. Una vez que llegas a los 70 pierdes tu puesto y ya eres pensionista de la Seguridad Social. En mi caso, como en el de Margarita Salas, el CSIC nos ha permitido mantener un laboratorio en la medida en que podamos obtener fondos para investigación. En ese sentido, yo no me siento penalizado por la edad. Otro asunto es pedir financiación para proyectos. Si se encuentran con la disyuntiva de una persona de 70 años y otra de 50, a lo mejor deciden favorecer al de 50. Yo tengo la sensación de que, efectivamente, se penaliza a los mayores, seguramente por la idea de que tienen menos futuro. Lo que pasa es que en la ciencia hay personas jóvenes que nunca van a descubrir nada y personas mayores, como Sydney Brenner [un ganador del Premio Nobel fallecido hace unos días a los 92 años], que han estado descubriendo cosas hasta última hora.

En esta inmensa, colorida y hermosa Nebulosa se crean nuevas estrellas que, llenas de energía emiten radiaciones ultravioletas que ionizan toda la región que las circundan y hace que la Nebulosa resplandezca  como una inconmensurable isla de luces y colores que nos desata la imaginación sabiendo que nuevas estrellas y mundos surgen de todo ese conglomerado de gas y polvo que interacciona con las fuerzas de la Naturaleza presentes en todas partes.

El universo entero es energía. En sus formas diferentes la energía cambia continuamente y lo mismo hace que brillen las estrellas del cielo, que los planetas giren, que los estables átomos formen moléculas y materia, que las plantas crezcan o que las civilizaciones evolucionen.

La ciencia del siglo XIX reconoció la universalidad de la energía y supo ver que la Humanidad sin energía que hiciera el trabajo más duro, no evolucionarían en el bienestar social y el saber. De todas maneras, aún hoy día, a comienzos del siglo XXI, no tenemos un conocimiento unificado de todos los ámbitos y disciplinas, que relacionados de una u otra manera con la energía, nos presente una visión global y completa de este problema. Los estudios energéticos modernos se presentan fragmentados, divididos en disciplinas, y los científicos que trabajan en cada una de ellas están muy ocupados para leer el resultado obtenido en los otros estudios.

Los geólogos, por ejemplo, al tratar de entender las grandes fuerzas que transforman la superficie del planeta por el movimiento de las placas tectónicas, rara vez están al día de los descubrimientos en las otras ramas de la energética moderna, donde se estudia desde el esfuerzo de un corredor de élite hasta el vuelo de un colibrí.

Los ingenieros se preocupan por las plantas generadoras de electricidad y piensan poco en las constantes fundamentales de la energía o en los cambios que determinaron la evolución de las sociedades antes de la llegada de la civilización de los combustibles fósiles.

Energía es todo, desde el Sol hasta un embarazo; desde el pan que comemos hasta un microchip. Sin embargo, es difícil que un técnico pueda pensar en ello cuando está centrado en resolver el problema del momento.

         También aquí está presente la energía

La progresión lógica se realiza siguiendo una secuencia progresiva desde los flujos de energía planetarios a la vida de las plantas y los animales, siguiendo con la energía humana, la energía en el desarrollo de las sociedades preindustriales y modernas, y concluyendo con el transporte y los flujos de información, que son las dos características más importantes de la civilización de los combustibles fósiles.

Los que han leído algunos de mis trabajos saben que aquí podrán encontrarse con datos y materias diversas, y aunque el tema central, como he reseñado por título, es la evolución por la energía, también podrán leer sobre la entropía, las fuerzas de la naturaleza, el átomo, o incluso, del Sol, los vientos, radiación solar o cualquier dato que, en realidad, pueda estar conectado con el concepto de energía.

El conocimiento, las peculiaridades y las complejidades de las diferentes formas de energías, así como su almacenamiento y transformación, requiere que cuantifiquemos esas cualidades y procesos. Para ello debemos introducir cierto número de conceptos científicos y medidas, así como sus unidades correspondientes.

Al hablar sobre energía nos encontramos con el problema de que el uso en el habla común de muchos términos científicos está equivocado. Como dice Henk Tennekes, “hemos creado una terrible confusión con los conceptos físicos simples en la vida ordinaria”. Pocos de esos malentendidos son tan generales y molestos como los relacionados con los términos energía, potencia y fuerza.

Definimos fuerza como la intensidad con la que intentamos desplazar – empujar, tirar, levantar, golpear… – un objeto. Podemos ejercer una fuerza enorme sobre la roca que sobresale en una montaña incluso si ésta permanece inmóvil. Sin embargo, sólo realizamos trabajo cuando el objeto que empujamos se mueve en la dirección de la fuerza aplicada. De hecho, se define el trabajo realizado como el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida. La energía, como se define en los libros de texto, es “la capacidad de hacer trabajo”, y así, ésta se medirá con las mismas unidades que el trabajo.

Si medimos la fuerza en unidades denominadas newton (N), llamada así en honor de Isaac Newton, y la distancia en metros (m), el trabajo se mide en la malsonante unidad de newton-metro. Para simplificar, los científicos llaman al newton-metro julio (J), en honor de James Prescot Joule (1.818 – 1.889), quien publicó el primer cálculo preciso de la equivalencia entre trabajo y energía. El julio es la unidad estándar de trabajo y energía.

La potencia es simplemente la tasa de trabajo, es decir, un flujo de energía por unidad de tiempo. A un julio por segundo lo llamamos vatio (W) en honor de James Watt (1.736 – 1.819), inventor de la máquina de vapor mejorada y el hombre que estableció la primera unidad de potencia, que no fue el vatio sino el caballo de vapor (CV), una unidad aproximadamente igual a 750 W.

Seguimos con algunas tablas para documentarnos:

Almacenamiento de energía
Energía de	Magnitud
Reservas mundiales de carbón	200.000 EJ
Reservas mundiales de masa vegetal	10.000 EJ
Calor latente de un tormenta	5 PJ
Carga de carbón de un camión de 100 t	2 TJ
Barril de petróleo crudo	6 GJ
Botella de vino de mesa blanco	3 MJ
Garbanzo pequeño	5 KJ
Mosca en la mesa de la cocina	9 mJ
Gota de agua de 2 mm en una hoja de árbol	4 μJ

Flujos de energía
Energía de	Magnitud
Radiación solar	5.500.000 EJ
Fotosíntesis mundial neta	2.000 EJ
Producción mundial de combustibles fósiles	300 EJ
Huracán típico en el Caribe	38 EJ
La mayor explosión de bomba H en 1.961	240 PJ
Calor latente de un tormenta	5 PJ
Bomba de Hiroshima en 1.945	84 TJ
Metabolismo basal de un caballo grande	100 MJ
Ingesta diaria de un adulto	10 MJ
Pulsación de una tecla del ordenador	20 mJ
Salto de una pulga	100 nJ

Para avanzar un poco más tenemos que pasar de empujar y tirar (lo que llamamos energía mecánica o energía cinética) a calentar (energía térmica). Definimos una unidad llamada caloría como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua desde 14’5 a 15’5 ºC. Usando esta unidad podemos comparar energías térmicas, pero una vez más, esta unidad no nos permite comparar todas las clases diferentes de energías.

Si nos preguntamos ¿qué es la energía?, esta pregunta no es fácil de contestar. Incluso uno de los más grandes físicos modernos resulta de poca ayuda: “es importante darse cuenta de que en física, en realidad, no se sabe muy bien qué es la energía. No tenemos una idea de por qué la energía está formada por pequeños pulsos de una cantidad definida”, decía Richard Feynman en su libro Lectures on Physics.

David Rose, para definir la energía, decía: “es un concepto abstracto inventado por los físicos en el siglo XIX para describir cuantitativamente una amplia variedad de fenómenos naturales”.

Definir la energía no ha sido nunca cosa fácil, dado que está presente en todo lo que podamos mirar desde una piedra que yace en las finas arenas del fondo de un río, la montaña que majestuosa nos mira desde su altanera e imponente figura, la simple visión de un hermoso árbol, y, sobre todo, energía para mí… ¡son las estrellas del espacio interestelar! que crean el material del que se forjan los mundos y surje la vida, la más elevada forma del energía que está presente en nuestro Universo.

El conocimiento moderno de la energía incluye un número de descubrimientos fundamentales: la masa y la energía son equivalente; los diferentes tipos de energía están relacionados por muchas transformaciones; durante esas transformaciones, la energía no se destruye (primer principio de la termodinámica) y esta conservación de la energía está inexorablemente acompañada por una pérdida de utilidad (segundo principio de la termodinámica).

El primer descubrimiento, descrito en una carta de Einstein a un amigo suyo como una “idea atrevida, divertida y atractiva”, se resume en su ecuación m = E/c², que en su versión más famosa se escribe como E = mc²; la ecuación más conocida de la física.

El segundo descubrimiento se demuestra continuamente en miles de trasformaciones energéticas que se producen en el universo. La energía gravitatoria mantiene las galaxias en movimiento, a la Tierra girando alrededor del Sol y confinada la atmósfera que hace nuestro planeta habitable. La transformación de la energía nuclear en el interior del Sol produce el continuo flujo de energía electromagnética, llamada radiación solar. Una pequeña parte de esa energía llega al planeta Tierra que, a su vez, libera energía geotérmica. El calor producido en ambos procesos pone en movimiento la atmósfera, los océanos y las gigantescas placas tectónicas terrestres.

Una pequeña parte de la energía radiante del Sol se transforma, a través de la fotosíntesis, en reservas de energía química, que son utilizadas por muchas clases de bacterias y plantas. Los seres heterótrofos (organismos que van desde las bacterias, los protozoos y los hongos hasta los mamíferos), ingieren y reorganizan vegetales de las plantas en nuevos enlaces químicos y los utilizan para crear energía mecánica (cinética).

          Piscina de energía geotérmica en el Parque Nacional Yellowstone en Wyoming EE.UU.

¿Qué decir de la atmósfera de la Tierra?

La atmósfera terrestre (troposfera y estratosfera) es tan delgada que, dibujando el planeta con un diámetro de 10 cm, tendría un espesor de unos 0’4 milímetros, equivalente al grosor de una línea de lápiz. Sin embargo, esta delgada capa gaseosa posee una importancia crítica para mantener el balance energético de la Tierra.

El planeta es adecuado para el desarrollo de la vida debido a que su atmósfera el llamativamente diferente de la de sus vecinos más próximos. La atmósfera de Venus está compuesta en un 96 por ciento de CO₂, con un 3’5 por ciento de nitrógeno y trazas de gases nobles. La atmósfera de Marte contiene un 95’3 por ciento de CO₂, un 2’7 por ciento de nitrógeno, 1’6 por ciento de argón y también trazas de agua y O₃. Una atmósfera parecida a la terrestre determinaría que en la superficie marciana la temperatura sería superior a los 200º C y la presión de unos pocos MPa. En tales condiciones no podría existir vida compleja basada en el carbono con tejidos húmedos.

Hay pocas dudas de que la primera atmósfera de la Tierra contuviera abundante CO₂, pero no está claro si su posterior desaparición se debió exclusivamente a procesos geoquímicos inorgánicos (sobre todo a la pérdida de ácido carbónico), o si los primeros organismos fueron importantes en la posterior conversión de CO₂ en sedimentos de CaCO₃. Parece claro, por el contrario, que la fotosíntesis llevada a cabo inicialmente por bacterias fue la responsable de la transformación de la atmósfera sin oxígeno en el Arcaico.

La Biosfera se vio protegida contra la radiación ultravioleta que llegaba del espacio

El aumento de oxígeno comenzó a acelerarse hace unos 2.100 millones de años y el actual nivel del 20 por ciento se alcanzó hace unos 300 millones de años. El aumento del oxígeno troposférico permitió la formación de ozono estratosférico, que protegió la biosfera de la energética radiación UV de longitudes de onda inferiores a 295 nm. Sin esta protección no hubiera sido posible la evolución de plantas y animales más complejos, ya que si la radiación UV de frecuencias menores ya mata los gérmenes y quema la piel, la de frecuencias altas es letal para la mayoría de los organismos.

Las actividades humanas pueden modificar poco las proporciones de los constituyentes atmosféricos. La cantidad de nitrógeno que se utiliza para sintetizar amoniaco representa una fracción despreciable de las enormes reservas troposféricas y la desnitrificación finalmente recicle todo el gas. Incluso el consumo de todas las reservas conocidas de combustibles fósiles (un hecho imposible debido a los costos prohibitivos de la extracción de algunas de estas fuentes de energía, sumergidas en las fosas abisales a miles de kilómetros de profundidad) reduciría la concentración de O₂ en menos de un 2 por ciento.

Las emisiones locales y regionales de aire contaminado contienen muchos gases, pero los riesgos de un cambio climático global sólo pueden venir de mayores emisiones de compuestos en trazas. Algunos de esos gases (sobre todo CO₂, N₂O y CH₄), así como el vapor de agua, absorben fuertemente la radiación en el espectro IR. Consecuentemente, la radiación IR emitida por la superficie de la Tierra tiene longitudes de onda comprendidas en distintas ventanas intercaladas entre bandas de absorción.

Las bandas de absorción más importantes del vapor de agua están comprendidas entre 2’5 y 3 μm y entre 5 y 7 μm, mientras que el CO₂ tiene dos picos estrechos en 2’5 y 4 μm, y una banda más ancha cerca de los 15 μm. Como la radiación terrestre está completamente incluida en el espectro IR, esta absorción tiene un gran efecto en el balance de la radiación de la Tierra.

Para mantener la biosfera habitable hacen falta solamente concentraciones muy pequeñas de gases de “efecto invernadero”. El CO₂ representa actualmente sólo unos 360 ppm* (menos del 0’04%) de la atmósfera terrestre, y los demás gases en traza miden en ppb o ppt. Esta composición hace que la temperatura media en la superficie del planeta sea de unos 16º C, la cual, combinada con una presión superficial de 101 KPa, asegura que el agua permanezca líquida y que sea posible la fotosíntesis y el metabolismo heterótrofo. Hay que procurar (hablando coloquialmente) que Gaia no se enfade, ya que el aumento de las concentraciones de gases en traza elevaría gradualmente la temperatura media de la troposfera.

La conversión de bosques y praderas en campos de cultivo y la utilización de combustibles sólidos han hecho aumentar las emisiones de CO₂, mientras que el creciente uso de fertilizantes nitrogenados, la cada vez más numerosa cabaña vacuna y el aumento del cultivo de arroz emiten cantidades adicionales de N₂O y CH₄. Los fluorforocarbonados, además de sus destructivos efectos sobre el ozono troposférico, son gases con efecto invernadero muy potentes. Debido a la acción combinada de los gases invernaderos antropogénicos, el flujo medio de calor absorbido ha aumentado en 2’5 W/m² en grandes áreas del hemisferio norte, pero no estamos seguros de hasta dónde llegará esta tendencia ni de su velocidad. Lo mejor sería no confiarse; mi padre, hombre no cultivado, decía a menudo que “más vale un por si acaso que un yo creí”.

La atmósfera también interviene en el balance energético del planeta redistribuyendo el calor sensible y el calor latente del agua con los vientos y las lluvias, y de una manera completamente diferente pero más espectacular, con los rayos. La mayoría de esas descargas de elevadísima concentración de energía se originan en los cumulonimbos, y tienen una enorme potencia (duplicar el tamaño de la nube implica aumentar la potencia del rayo treinta veces). Un rayo normal descarga entre 20 y 50 MJ, la mayor parte de esa energía en 10 μs, produciendo la impresionante potencia de 1-10 GW. La luz visible emitida representa solamente el 0’2-2% de la energía disipada, invirtiéndose el resto en calentar la atmósfera a su alrededor y en la energía acústica del trueno. La observación de satélites indica que por término medio se producen unos cien mil relámpagos por segundo.

Sabemos que la atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a un cuerpo astronómico. Varios planetas (incluyendo la Tierra) poseen atmósferas considerables debido a su intensa gravedad. Los movimientos de los gases en las atmósferas planetarias en respuesta al calentamiento, junto con las fuerzas rotacionales, generan sistemas meteorológicos. Los satélites planetarios Titán y Tritón también poseen atmósferas.

¡Nuestra casa! De cuyas maravillas y su relación con el Sol, sería interesante y muy instructivo saber

Creo que la atmósfera es quizá el término más vago para identificar una parte de un cuerpo celeste. Está referido a su envoltura superficial, generalmente de un planeta o estrella. Parece fácil decirlo, pero los gases no son como un líquido o un trozo de roca, en los que puede determinarse exactamente dónde está la superficie que los separa del entorno circundante de una manera precisa. Es imposible indicar el nivel exacto donde acaba la atmósfera y comienza el plasma interplanetario. De hecho, los gases apenas están sometidos a la fuerza de la gravedad; se “esfuman” hacia el espacio y abandonan continuamente el cuerpo celeste. En el caso de la Tierra, por estar cerca del Sol, determinar dónde termina la atmósfera terrestre y dónde empieza la solar es un problema al que sólo puede responderse teóricamente, que dicho sea de paso, permite licencias literarias que prohíben las matemáticas.

emilio silvera