Enero 7 de 2021

 

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Nuevo mapa fluvial de Marte

Tras quince años de obtención de imágenes y casi tres años dedicados a unir las piezas, por fin pudo crearse la imagen más grande jamás hecha de la superficie de Marte, un mosaico de 8 billones de píxeles. Ahora, el primer estudio que utiliza la imagen en su totalidad proporciona una visión sin precedentes de los antiguos sistemas fluviales que una vez cubrieron las extensas llanuras del hemisferio sur del planeta.

Estas rocas sedimentarias de tres mil millones de años de antigüedad, como las que figuran en el registro geológico de la Tierra, podrían ser objetivos valiosos para la futura exploración de los climas y la tectónica del pasado en Marte.

El trabajo, publicado en la revista Geology, complementa investigaciones ya disponibles sobre la historia hidrológica de Marte al cartografiar antiguas crestas fluviales (de ríos), que son esencialmente lo contrario del lecho de un río. "Si tienes un canal de río, esa es la parte de erosión de un río. Así que, por definición, no hay ningún depósito allí para que lo estudies", explica Jay Dickson, autor principal del trabajo. "Tienes ríos erosionando rocas, así que, ¿a dónde fueron esas rocas? Estas crestas son la otra mitad del rompecabezas". Usando el mosaico, en vez de imágenes más localizadas, dejemos que los investigadores resuelvan ese rompecabezas a escala global.

Marte solía ser un mundo húmedo, como lo demuestran los registros rocosos procedentes de antiguos lagos, ríos y glaciares. Las crestas de los ríos se formaron entre 4.000 y 3.000 millones de años atrás, cuando los grandes ríos de superficie llana depositaron sedimentos en sus canales (en lugar de que el agua solo cortara la superficie). Hoy en día se pueden encontrar sistemas similares en lugares como el sur de Utah y el Valle de la Muerte en los Estados Unidos, y el desierto de Atacama en Chile. Con el tiempo, los sedimentos se acumularon en los canales; una vez que el agua se secó, esas crestas fueron todo lo que quedó de algunos ríos.

Estas crestas están presentes solo en el hemisferio sur, donde se encuentran algunos de los terrenos más antiguos y rugosos de Marte, pero este patrón es probablemente un artefacto de su conservación. "Estas crestas probablemente solían estar por todo el planeta, pero procesos posteriores las han enterrado o erosionado", dice Dickson. "El hemisferio norte es muy liso porque ha renovado su superficie, principalmente por flujos de lava". Además, las tierras altas del sur son "algunas de las superficies más planas del sistema solar", dice Woodward Fischer, que estuvo involucrado en este trabajo. Esa excepcional planicie permitió una buena deposición sedimentaria, permitiendo la creación de los registros que se estudian hoy en día.

Que una región tenga o no crestas fluviales es una observación básica que no era posible hasta que se armó esta imagen de alta resolución de la superficie del planeta. Cada uno de los 8 billones de píxeles representa de 5 a 6 metros cuadrados, y la cobertura es casi del 100 por ciento, gracias a la "espectacular ingeniería" de la cámara de contexto de la NASA que le ha permitido operar continuamente durante más de una década. Un intento anterior de cartografiar estas crestas fue publicado en 2007 por Rebecca Williams, co-autora del nuevo estudio, pero ese trabajo estaba limitado por la cobertura y la calidad de las imágenes.

 

A) Un conjunto de crestas en Marte (en las coordenadas -67,64°E, 43,37°S). Para determinar si los rasgos son crestas o valles, los investigadores se basan en la iluminación de los cráteres de impacto (depresiones). Basándose en los cráteres, la luz proviene de la parte superior de la imagen. Debido a que las crestas fluviales están proyectando sombras hacia el sur, pueden inferir que el rasgo está sobresaliendo de la superficie, y que es una cresta en lugar de un valle. (B) Un entorno similar, "análogo" en la Tierra. Crestas fluviales similares a las de Marte podemos verlas en el sistema fluvial de la Amargosa de California; aunque con agua todavía corriendo por el sistema, es el precursor activo de las crestas que quedan en Marte. (Foto: J. Dickson)

"El primer inventario de las crestas fluviales utilizando imágenes a escala de metros se realizó con datos adquiridos entre 1997 y 2006", dice Williams. "Estas tiras de imágenes eran simples muestras del planeta y proporcionaban instantáneas interesantes de la superficie, pero persistía la incertidumbre sobre si faltaban crestas fluviales debido a las lagunas de datos".

La resolución y cobertura de la superficie de Marte en el nuevo mosaico han eliminado gran parte de la incertidumbre del equipo, llenando las lagunas y proporcionando un contexto para los diversos rasgos geológicos. El mosaico permite a los investigadores explorar preguntas a escala global, en lugar de limitarse a estudios más localizados y a extrapolar los resultados a todo el hemisferio. Gran parte de las investigaciones anteriores sobre la hidrología de Marte se han limitado a cráteres o sistemas únicos, donde se conoce tanto la fuente como el destino de los sedimentos. Eso es útil, pero es mejor tener más contexto para entender realmente la historia ambiental de un planeta y para estar más seguros de cómo se formó un rasgo individual.

Además de identificar 18 nuevas crestas fluviales, el uso de la imagen del mosaico permitió al equipo reexaminar los rasgos que habían sido identificados previamente como crestas fluviales. Tras una inspección más detallada, algunas no estaban formadas por ríos después de todo, sino por flujos de lava o glaciares. "Si solo ves una pequeña parte de una cresta, puedes tener una idea de cómo se formó", dice Dickson. "Pero entonces lo ves en un contexto más amplio, y resulta ser el flanco de un volcán, y por tanto es un flujo de lava. Así que ahora podemos determinar con más confianza cuáles son las crestas fluviales, frente a las crestas formadas por otros procesos".

Ahora que tenemos una comprensión global de la distribución de los antiguos ríos de Marte, las futuras exploraciones - ya sea mediante rovers o mediante astronautas - podrían usar estos registros de rocas para investigar cómo eran los climas y las tectónicas del pasado. "Uno de los mayores avances de los últimos veinte años es el reconocimiento de que Marte tiene un registro sedimentario, lo que significa que no nos limitamos a estudiar el planeta hoy en día", dice Fischer. "Podemos hacer preguntas sobre su historia". Y al hacerlo, dice, no solo aprendemos sobre el pasado de un solo planeta, sino que también encontramos "verdades sobre cómo evolucionaron los planetas, y por qué la Tierra es habitable".

Como este estudio es solo el primero en utilizar el mosaico completo, Dickson tiene ganas de ver cómo se sigue utilizando en lo sucesivo. "Esperamos ver más y más estudios, similares en escala a los que estamos haciendo aquí, por otros investigadores alrededor del mundo", dice. "Esperamos que este estudio científico 'inaugural' sea un ejemplo de la escala de la ciencia que se puede hacer con un producto de este tamaño". FUENTE https://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/nuevo-mapa-fluvial-marte#utm_source=notiweb_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=noti2_1jan21

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Sobre mates y mitos

Algunos de los problemas matemáticos que tratan de resolver los especialistas del siglo XXI tienen un origen muy antiguo, incluso mitológico

 

Es frecuente hoy en día escuchar que las matemáticas están presentes en muchos aspectos de la vida moderna: en los avances tecnológicos, en la toma de decisiones macroeconómicas, en la organización logística del mundo conectado… Sin embargo, algunos de los problemas matemáticos que tratan de resolver los especialistas del siglo XXI tienen un origen muchísimo más antiguo, incluso mitológico.

Uno de esos problemas lo encontramos en la leyenda de la princesa fenicia Dido. Unos 1000 años antes de nuestra era, Dido fue obligada a huir de su ciudad por las amenazas de su hermano, que no estaba dispuesto a compartir el trono como era deseo del anterior rey. Tras varias aventuras, llegó con una escuadra a las costas de África, donde un gobernante local le dio permiso para ocupar temporalmente el trozo de tierra que fuera capaz de cubrir con la piel de un toro. Dido ordenó cortar la piel en tiras finísimas y atarlas para obtener una cuerda de longitud considerable, y rodeó con ella un terreno en el que fundaría la célebre ciudad de Cartago.

Si la cuerda tenía una longitud fija y Dido quería tener una ciudad lo más grande posible, con una buena salida al mar, ¿qué forma habría de dibujar con la cuerda? ¿Sería mejor rodear un terreno cuadrado, o circular, o con forma de triángulo? Esta cuestión da nombre al llamado problema isoperimétrico: encontrar la forma óptima de un terreno que se pueda delimitar por una cuerda de longitud dada, de manera que se consiga un objetivo concreto, como por ejemplo obtener el área más grande. En esta, su versión más simple, la solución es muy sencilla: Dido debe trazar una circunferencia con la cuerda.

El problema se complica de muchas maneras que dan lugar a un amplio y fructífero campo de investigación matemática, con muchas preguntas sin resolver. Por ejemplo, ¿Cuál es la solución si el espacio ambiente (el terreno, en el ejemplo de Dido) no es un plano sino una superficie o, en general, un conjunto de cualquier dimensión con curvatura –con lo que la cuerda sería una superficie de dimensión uno menos que el ambiente?

Cientos de años antes de la hazaña de Dido, se fecha –dentro de la niebla del tiempo que envuelve los sucesos mágicos– la historia del joven Teseo. Buscando conocer a su padre Egeo, de quien creía ser hijo ilegítimo, emprendió un peligroso viaje hasta Atenas en el que se enfrentó a varios bandidos, siendo el más famoso Procrustes, traducido como “el que estira”. Se trataba de un tabernero que convencía a los viajeros para pasar la noche en su posada, y les hacía dormir en una cama de hierro. Si el viajero era demasiado bajo, Procrustes le estiraba brutalmente en un potro de tortura hasta que alcanzase la longitud exacta. Si era demasiado alto, el criminal le cortaba los pies hasta donde fuera necesario para hacerle encajar en su lecho a la perfección.

Tal crueldad ha dado nombre al conocido como problema de Procrustes. Consiste en, dados dos objetos –dos matrices–, encontrar la manera de girar uno de ellos –más concretamente, multiplicar una de las matrices por una matriz llamada ortogonal– para que se superponga del modo más exacto al otro. Este tipo de cálculo se emplea para resolver multitud de problemas que van desde la logística de un aeropuerto hasta las comunicaciones inalámbricas. En las aplicaciones del problema es frecuente que haya que manejar objetos muy complejos, que corresponden a matrices de gran tamaño. Por ello, se estudian los mejores métodos numéricos para resolverlo, buscando hacerlos lo más rápidos y eficaces que sea posible.

Otro desafío matemático aparece en el mito del gigante Argos Panoptes, un guardián implacable cuyo cuerpo estaba cubierto de ojos capaces de mirar en todas las direcciones. La diosa Hera, esposa de Zeus, había llamado a la criatura para vigilar a la joven Ío, a quien su marido había embrujado para conquistarla y posteriormente convertido en vaca para evitar ser descubierto.

El problema matemático consiste en encontrar la forma ideal de colocar puntos en un cuerpo cualquiera. Por ejemplo, lugares donde ubicar sensores para analizar la calidad media del aire de una ciudad, o puntos representativos para calcular la temperatura media de un océano. O encontrar la forma de repartir un número de puntos en una esfera (o en otro cuerpo) con la propiedad de que el producto de las distancias mutuas sea lo más grande posible. Este último es el problema número siete de la famosa lista “Mathematical Problems for the Next Century”, sobre la que trabajan cientos de investigadores en todo el mundo.

Todas estas cuestiones matemáticas tienen un importante significado teórico, y aplicaciones en muy diversos problemas de física, logística, biomatemática e ingeniería, pero también un lado humano, que de alguna forma los ligó a la mente de los cuentacuentos que hace siglos nos dejaron el maravilloso legado de la mitología.

Carlos Beltrán e Irene Olmo son investigadores de la Universidad de Cantabria  Fuente: https://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/sobre-mates-mitos#utm_source=notiweb_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=noti6_1jan21