¿Quién dijo que la Tierra es redonda?

Este es el planeta Tierra como jamás lo observarás en la realidad: sin agua, plano, extrañamente abollado… Se trata de recreaciones científicas realizadas a partir de datos reales. Bienvenido al mundo virtual dentro de un superordendor.

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Las manzanas no caen a la misma velocidad en cualquier lugar, algo que Newton difícilmente podía advertir. La masa de la que está hecha la Tierra no es homogénea. Las diferencias las marcan capas de hielo de mayor o menor grosor, flujos de agua subterránea, lentas corrientes de magma en lo más profundo y un sinfín de variables geográficas.

Como la masa no es uniforme, tampoco lo es su campo gravitatorio. Las diferencias son muy leves, menos del 1% entre los puntos más extremos. La medición exhaustiva la llevó a cabo una misión de la NASA con nombre de mujer, GRACE (en español, experimento de recuperación gravitacional y clima). El primer trabajo de GRACE fue un mapa exagerado del desparejo campo gravitacional terrestre: una esfera multicolor profundamente abollado en India (ver galería de fotos).

El globo terráqueo de GRACE está contenido en los confines de un superordenador, y no es el único creado por el hombre. Algunos de los planetas virtuales que puedes ver en la galería de imágenes, muestran la Tierra sin agua, otros la invisible magnetosfera; algunos permiten ver el pasado del planeta, otros el futuro.

Todos son representaciones de millones de datos reales procedentes de sensores y satélites. Para sus mediciones de la gravedad terrestre, GRACE utiliza dos satélites idénticos, en la misma órbita, separados entre sí 220 km. A medida que ambos giran, las regiones con gravedad más fuerte afectan al primer satélite: lo alejan levemente del segundo. Pueden detectar un cambio en la distancia que los separa de un micrómetro, la mitad del espesor de un cabello.

La NASA se lleva la palma en estudios sobre la Tierra. Entre ellos, el conocido como CLASS Project, que es parte de un macroprograma de medio ambiente. Sus expertos afirman haber recibido la friolera de 8,3 millones de archivos de observaciones del clima desde el año 1980. Hablan de 98 terabytes de información. Para 2010 esperan recabar 5,1 petabytes de datos… ¡cada año!

¿Cómo convertir este tsunami de información en datos útiles? La repuesta son planetas virtuales que permiten visualizarlos de forma comprensible.

En lo más profundo

Shuo Wang, de la Universidad de Minnesota (EEUU), emplea una de lás técnicas que permiten observar el interior de un cuerpo humano, termografías, para reconstruir el centro de la Tierra. La aplicación se llama AMIRA, y trabaja fundamentalmente con datos de temperatura.

Con ellos, Wang ha creado un modelo en 3D del manto terrestre en el que se muestra cómo ascienden las columnas de magma hasta la superficie y allí se abren en abanico antes de convertirse en rocas más frías y hundirse. “Esta simulación permite entender la compleja dinámica de las placas tectónicas”, afirma Wang.

El mundo de Karin Sigloch, del departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton, se ha creado gracias a la misma tecnología que permite recrear un cerebro humano en 3D: en este caso tomografías. El sistema consiste en bombardear con rayos X desde múltiples ángulos lo que quieres ver. La información combinada redibuja en 3D el cerebro, y en el laboratorio de Sigloch, las entrañas del planeta. Los sensores con los que trabaja registran ondas sísmicas provocadas por terremotos de gran magnitud. Las ondas que generan son tan poderosas que cruzan el planeta de extremo a extremo, y se desplazan a distinta velocidad según la temperatura del material que atraviesan. Sigloch ha recogido información de al menos 600 súper terremotos y ha reconstruido una placa tectónica, conocida como Farallon. Ahora planea un modelo global en 3D del interior de la Tierra.

Pero los grandes monstruos virtuales son los globos responsables de los vaticinios sobre el cambio climático. Para usar estas representaciones son necesarios los ordenadores más potentes que existen. Los expertos dividen el planeta en una extensa rejilla de millones de celdas, similares a los píxels de una imagen, pero en 3D, que van desde la superficie de la Tierra a la estratosfera. Cada una de estas celdas lleva datos de la temperatura del aire, presión atmosférica, velocidad del viento… El ordenador puede tardar días, años, incluso décadas en resolver las macro ecuaciones que esa información genera.

Hoy, las simulaciones más precisas recrean objetos tan pequeños y rápidos como los tifones, y predicen su desplazamiento al milímetro. Pero en poco tiempo, los modelos del mundo rotarán en ordenadores aún más potentes. Cruzarán datos de los océanos, del aire y organismos vivos. Serán planetas más hermosos y aún más fiables, con información –quizá no tan hermosa– para las próximas generaciones.

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La India está grave. Este mapa muestra las diferencias en el campo gravitacional. El programa GRACE de la NASA alertó sobre las pérdida de 109 kilómetros cúbicos de aguas subterráneas en el noroeste del país.Esta pérdida de masa provoca la disminución de su campo gravitacional. Los colores van del azul (graveda mínima) al rojo (máxima).

Esta bola transparente muestra cómo suben en el manto terrestre las columnas de magma (púrpura) calentadas por el núcleo (naranja) y cómo llegan hasta la capa externa del manto y después caen, más frías, en forma de abanico.

Modelo en 3D de la convección del manto terrestre. Creado por Shuo Wang de la Universidad de Minnesota. Muestra, en verde cómo circula el magma en el manto terrestre. Este proceso es originado por el núcleo, en amarillo. Las corrientes convectivas en el manto son las que mueven las placas tectónicas y forman los volcanes en la corteza del planeta.

El ozono que pudimos perder. Simulación de los niveles de ozono del Antártico desde 1974 a 2054. Esto es lo que habría ocurrido si no se hubieran prohibido los CFC. Mayor concentración en rojo hasta la menor (en violeta).

Temperatura de la superficie marina. Imagen satelital del huracán Katrina impresionada sobre un mapa de la temperatura oceánica. El verde corresponde a la silueta del continente americano, mientras que los colores del mar representan su temperatura: rojo, cálida y azul, fría. Los huracanes se forman sobre aguas cálidas y se alimentan de la energía térmica del océano.

Imagen de satélite del huracán Katrina sobre un mapa de la temperatura oceánica. El verde corresponde a la silueta del continente americano, mientras que los colores del mar representan su temperatura: rojo, cálida y azul fría. Los huracanes se forman sobre aguas cálidas y se alimentan de la energía térmica del océano. La imagen muestra el movimiento del Katrina entre el 24 de agosto de 2005 y el 30 de agosto.

Estudio batimétrico (de la profundidad marina) del Atlántico Norte. En el centro aparece Islandia, en una cresta oceánica extremadamente activa en términos volcánicos. La lava que empuja desde abajo hace que las placa de Norte América (izquierda) y la de Eurasia (abajo derecha) se distancien.

Una de las grandes dificultades para entender el clima son las nubes. Para crear este modelo de nubes, se ha dividido la Tierra e una malla con 100 millones de celdas hexagonales. Cada una de ellas contiene información de la velocidad de los vientos, la temperatura y la humedad del aire.

Mapa de la corriente oceánica del Antártico. Se obtuvo a través de satélites, boyas flotantes y animales con dispositivos de localización. Esta corriente es la mayor del mundo y viaja alrededor de la Antártida (en el centro) en el sentido de las agujas del reloj. La velocidad de la corriente va desde el azul, lento, hasta el rojo, más de 1,6 km/h.

El agua arde

Representación de la temperatura de la superficie del agua en el sur de África. La conocida como corriente Agulhas se ve como un remolino rojo oscuro, súper caliente, alrededor del sur y del este de África. La imagen es de 2008.

Imagen de la estructura Richat. Se encuentra en el desierto de Maur Adrar, Mauritania y contrariamente a lo que se puede pensar por su aspecto, no es el cráter de un meteorito, sino muy probablemente una formación natural de rocas.

Representación en 3D de la Placa del Farallón, una activa zona sísmica en el oeste de América del Norte. La imagen se realizó gracias a cientos de sensores de movimiento y a un programa similar a la tomografía computarizada utilizada en medicina. La zona de colores es en donde se ecuentra la placa, sumergida en el Océano Pacífico. Cada color señala un intervalo de 200 km de profundidad.

Edad del suelo marino. Desde el rojo, reciente, pasando por el naranja (40 millones de años atrás), amarillo (60 millones), verde (100 millones), azul (220 millones) y violeta (280 millones). Los colores muestran como se extiende el suelo marino a medida que es reemplazado por nuevos materiales. Este proceso provoca la tectónica de placas.

Imagen en 3D de la bahía de Monterey, México. La imagen muestra la topografía marina, (abajo) y la terrestre (parte superior).

Salvapantallas del movimiento sísmico en 3D. En la página http://www.wolton.net/quake.html, se puede obtener un salvapantallas de la actividad sísmica de los últimos 7 días. Los círculos representan la magnitud del movimiento.

La "cara" del huracán Erin se ha reconstruido con datos como el calor (rojo), que se midió con sensores en un avión que sobrevoló el huracán. La intensidad de la lluvia y su distribución (verde) se obtuvieron desde un satélite y las nubes (blanco), con detectores de infrarrojos de otros satélites.

Imagen en 3D del huracán Erin, el 10 de septiembre de 2001. Las nubes se midieron con detectores infrarrojos a bordo del Satélite Geoestacionario de Operaciones Ambientales (GOES).

Campo magnético de la Tierra. La zona semitransparente muestra la densidad de las partículas en colores que van del rojo (alta) al azul (baja). Las líneas que rodean la Tierra (centro, en pequeño) representan el campo magnético y las que atraviesan la imagen recorren el camino de las partículas cargadas provenientes de los vientos solares.

Modelos climáticos de América del Sur y del Norte. Así se realiza el intercambio de CO2 entre el norte y el sur del continente americano. El modelo recrea este intercambio al amanecer. En verde se destacan las áreas donde hay más absorción de CO2, debido a la acumulación de vegetación y la fotosíntesis. En rojo, el aire tiene más CO2 expulsado por vegetales y microbios del suelo.

Lo que se ve aquí es el intercambio de CO2 en Norte y Centroamérica y la diferencia entre el día y la noche. En verde las áreas donde hay más absorción de CO2 debida a la acumulación de vegetales y la fotosíntesis. En roj, en cambio, el aire tiene más CO2, expulsado por vegetales y microbios del suelo.

Simulación de a distribución planetaria del vapor de agua. (se observa como traslúcido en las zonas blancas). En el centro se observa un tifón en las costas de Japón. El vapor de agua es responsable del 90% del efecto invernadero que mantiene la Tierra templada.

Vapor de agua Ver el vapor de agua atmosférico solo es posible en una simulación como esta. Este gas, de efecto invernadero, atrapa el calor y refleja la radiación solar. Es responsable de hasta el 90% del efecto invernadero de origen natural que mantiene templada a la Tierra.

La velocidad de las aguas. Lo que ves aquí es la velocidad de las corrientes de los océanos a 15m de profundidad. Negro, 0 m/s; rojo 0,3 m/s; naranja 0,5 m/s; y blanco 0,8 m/s. La información midel el papel de los océanos en el cambio climático y en el tiempo.

La temperatura del mar Este mapa muestra la temperatura de la corriente del Golfo en el océano Atlántico. El azul indica el agua más fría, pasando por el verde y el púrpura hasta el rojo (aguas calientes). Fíjate cómo se templa el agua en las Canarias.

Temperatura de los océanos. En negro se ve la silueta de América Central. Los colores representan las diferentes temperaturas, desde el azul (frío) hasta el rojo (cálido). Los remolinos representan áreas de vórtices en el océano. Este modelo, conseguido gracias a sensores diseminados en los océanos y diferentes satélites, les servirá a los climatólogos para saber de qué modo las corrientes marinas afectan al cambio climático.

Esta es la primera representación de las nubes terrestres en 3D. Fue creada uniendo datos de diferentes satélites. Los colores muestras, las diferentes temperaturas, desde las frías, en azul, hasta las más cálidas en rojo. Las nubes se representan en blanco. En el pacífico, la línea roja corresponde a la corriente El Niño, mientras que los puntos rojos en Sudamérica son incendios forestales.

Formación del huracán Rita

Formación del huracán Rita. Información de las lluvias captadas por el satélite TRRM el 19 de Septiembre de 2005. La imagen muestra el centro del huracán formándose mientras pasa por el norte de Cuba (abajo, a la izquierda). Los colores señalan la altura de la lluvia, la zona roja es una región de nubes y precipitaciones que se alza 17 kilómetros sobre el nivel del mar. Este tipo de formación en torre es un signo de que la tormenta irá a peor. Al día siguiente Rita pasó de tormenta tropical a huracán y alcanzó la categoría 5, el 21 de septiembre.

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