ciclo del carbono

Una burbuja de hidrógeno en un electrodo de platino se comporta como un nadador que intenta salir a la superficie, pero cada vez que casi se desprende, algo lo agarra por los pies desde abajo.

El telescopio espacial JWST apuntó su lente hacia el abrasador mundo rocoso 55 Cancri e y vio una densa envoltura gaseosa. En cambio, la más fría TRAPPIST-1 b, que orbita a una tenue enana roja, no mostró envoltura alguna: roca desnuda. El panorama resultó invertido: los planetas calientes retienen atmósfera, los fríos la pierden.

La velocidad de 7,5 kilómetros por segundo es una línea divisoria: a partir de ella, una colisión cósmica convierte los granos de polvo en un reactor químico. En el medio interestelar pululan diminutos granos de polvo cósmico — herencia de estrellas moribundas.

Imagina un vagón de metro abarrotado en hora punta. Los pasajeros no solo están de pie: respiran, desprenden humedad, se abren paso hacia las salidas y a veces se quedan atascados en las puertas, bloqueando el flujo. Ahora imagina que esos pasajeros pudieran remodelar las paredes del vagón, añadir barras de agarre o convertir el suelo en gel.

Una orquesta de miles de millones de átomos de cesio tocó una sola nota, y sonó durante 17 horas sin apagarse. No es hipérbole: físicos chinos crearon un cristal temporal continuo con un tiempo de vida récord. Un cristal temporal es un sistema que rompe la simetría temporal y pulsa espontáneamente con un ritmo inmutable.

Con ayuda del telescopio espacial JWST, los astrónomos realizaron un análisis químico del centauro Quirón, un cuerpo helado de los confines del sistema solar. Resultó que su actividad gaseosa se asemeja a un pastel de capas. Desde la superficie se evapora dióxido de carbono, formando una costra superficial.

Una olla de sopa olvidada en la estufa se enfría hasta alcanzar la temperatura ambiente. Parece que todo ha llegado al reposo. Pero si uno mira dentro con una lupa cuántica, descubre que las moléculas de agua no se han congelado: continúan su danza. Solo que ahora esa danza se ha vuelto uniforme, no turbulenta como cuando hervía.

Las levaduras están atrapadas en un gel transparente, como pasas en una gelatina. No se mueven por sí solas, pero pronto empiezan a ascender. El secreto está en su propia «gaseosa». Durante la fermentación, las levaduras liberan dióxido de carbono. En un medio denso, el gas no se escapa, sino que se acumula hasta formar burbujas.

Marte es un desierto helado con una temperatura promedio de menos 60 grados. Para calentarlo sin biología, los científicos proponen tres enfoques con una idea común: crear una manta densa que retenga el calor. El primero es desplegar mantas de película transparente sobre las bases.

En una fina película de agua, atrapada entre dos vidrios, viven bacterias. El oxígeno les llega solo a través de una de las paredes, como el aire entra a una habitación por una única ventana. Cuando hay pocas bacterias, no le prestan atención: una parte se adhiere a una pared, otra a la otra, y el panorama resulta simétrico.

Un motor térmico común es como un molino entre dos orillas de un río, una caliente y otra fría: cuanto mayor es el desnivel, más fuerte es la corriente. Aquí el desnivel es diminuto, de solo uno o dos grados, pero el agua aún puede hacer girar la rueda.

Los glaciares no se oscurecen solo por el hollín. En su superficie viven diminutas algas que, con el calentamiento, proliferan y vuelven el hielo oscuro. El hielo oscuro absorbe más luz solar, se derrite más rápido y calienta aún más el planeta. Es como una camiseta negra al sol, que se calienta más que una blanca. El segundo protagonista del sobrecalentamiento son los bosques.

En el aire que respiramos ocurren constantemente eventos químicos invisibles al ojo. Uno de ellos es el nacimiento y la muerte instantánea de una partícula con la fórmula H₂COO. Se la llama «compuesto intermedio»: aparece por una fracción de segundo cuando las moléculas de ozono chocan con sustancias orgánicas, y de inmediato se deshace en fragmentos más simples.

Durante mucho tiempo, el clima del antiguo Marte fue un misterio: los cauces de ríos secos hablaban de agua, pero los modelos no podían explicar cómo apareció allí, ya que hace 4 mil millones de años el Sol brillaba un 30% menos.

En las frías nubes de gas interestelar, el carbono se esconde en moléculas de monóxido de carbono (CO), como el azúcar disuelto en el té. Pero cerca de estrellas masivas y calientes, ese 'té' hierve: la radiación intensa rompe las moléculas y el carbono sale en forma de átomos individuales o iones.

El núcleo de hielo de la Antártida es una máquina del tiempo que registró el clima durante 130 000 años seguidos, año tras año, sin interrupciones. En las burbujas de aire atrapadas en el hielo se ha conservado el dióxido de carbono de aquellas épocas.

La idea del universo en expansión, propuesta por Georges Lemaître, adquiere una analogía inesperada. El espacio se comporta como un pistón en un cilindro: la energía oscura lo empuja, como el vapor.

El Sol se está calentando lentamente, y dentro de cientos de millones de años su calor sería mortal para la Tierra. Afortunadamente, el termostato planetario incorporado — el ciclo del carbono — cuando se sobrecalienta hace que las rocas absorban dióxido de carbono más rápido, enfriando el clima.

El agua siempre fluye hacia abajo, y el calor, de lo caliente a lo frío. Así lo dicta la энтропия. Pero el mundo cuántico encuentra atajos. Los físicos hicieron que partículas de luz interactuaran con un medio caliente y otro frío en una secuencia incierta, como una moneda lanzada que aún no ha caído.

Una orquesta de dos músicos toca la misma partitura, pero cada uno solo oye su propia línea. La atmósfera y el océano en un modelo climático se parecen a ese dúo: intercambian calor y humedad cada pocas horas, pero hasta hace poco sus gemelos de redes neuronales no sabían mantener un ritmo común.

En invierno, sobre el hemisferio norte, el aire no se mueve al azar, sino que pasa varios días en el mismo patrón antes de reorganizarse. Estos patrones se asemejan a las habitaciones de un laberinto: el sistema entra, se detiene y luego encuentra la puerta a otra habitación.