¿QUE ES C14?

El carbono-14

El 14C (que posee 6 protones y 8 neutrones) tiene la particularidad de que es un isótopo inestable, que poco a poco va transmutándose en nitrógeno, 14N (que posee 7 protones y 7 neutrones), y desaparece según la reacción :

C = N + ß + neutrino

En compensación de esta pérdida, nuevos átomos de 14C se forman continuamente en la atmósfera como producto del choque de neutrones cósmicos sobre otros átomos atmosféricos de nitrógeno :

neutrón + N = C + H

Estos neutrones son parte de la radiación cósmica galáctica que tras atravesar el Sistema Solar llega a la atmósfera terrestre.

Los choques de los rayos cósmicos con los átomos de 14N y, por lo tanto, la producción de 14C, es máxima a unos 15 km de altura.

Rápidamente los átomos de 14C así formados se oxidan a CO2 y se difunden y se mezclan por toda la atmósfera con el resto del CO2.

Los procesos de desintegración y de formación de 14C se compensan de tal forma que la concentración de 14C en la atmósfera es "más o menos" constante.



Datación por el carbono-14
El cálculo de la pérdida de 14C en los organismos muertos se utiliza para datar a los fósiles.

En efecto, las plantas vivas asimilan el carbono del CO2 atmosférico durante la fotosíntesis y lo expulsan durante la respiración . De esta forma, los tejidos de las plantas vivas —y los de los animales vivos (humanos incluídos) que se alimentan de esas plantas— continuamente están intercambiando 14C con la atmósfera. Esto hace que la ratio 14C/12C del carbono contenido en los tejidos orgánicos de los seres vivos es semejante a la del CO2 de la atmósfera. Ahora bien, en cuanto los organismos vegetales o animales mueren, cesa el intercambio con la atmósfera y cesa el reemplazo del carbono de sus tejidos. Desde ese momento el porcentaje de 14C de la materia orgánica muerta comienza a disminuir, ya que se transmuta en 14N y no es reemplazado.

La masa de 14C de cualquier fósil disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido. Se sabe que a los 5.730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos fósiles se ha reducido a la mitad y que a los 57.300 años es de tan sólo el 0,01 % del que tenía cuando estaba vivo.

Sabiendo la diferencia entre la proporción de 14C que debería contener un fósil si aún estuviese vivo (semejante a la de la atmósfera en el momento en el que murió) y la que realmente contiene, se puede conocer la fecha de su muerte.

La cantidad y el porcentaje de 14C se calcula midiendo las emisiones de partículas ß de la muestra. El método sólo es viable para fósiles no muy viejos, menores de unos 60.000 años, ya que para edades superiores las emisiones de partículas ß son ya demasiado poco intensas y difíciles de medir, por lo que los errores pueden ser muy grandes.

En la práctica, la datación de los fósiles se complica porque la concentración atmosférica de 14C ha variado sustancialmente a lo largo del tiempo. Esto hace que se necesite saber no sólo la cantidad de 14C que queda en la muestra fósil, sino también la concentración atmosférica que existía en el momento de su muerte (ver figura).

Se conocen, más o menos con exactitud, las variaciones de 14C habidas en los últimos 11.800 años gracias a la dendrocronología, es decir, al análisis de la madera de los anillos (cuyas edades conocemos por conteo) de series solapadas de troncos de árboles vivos y fósiles de Europa. Más allá los datos son más pobres e imprecisos y no pueden basarse en el estudio de árboles fósiles, aunque recientemente ha surgido la esperanza de poder hacerlo con unos enormes árboles fósiles neozelandeses denominados kauri, que pueden vivir hasta mil años, y que se han encontrado enterrados en antiguas marismas.

El período conocido se ha extendido más recientemente hasta hace unos 50.000 años por medio del análisis del 14C contenido en los sedimentos laminares del fondo de ciertas cuencas lacustres y oceánicas, como por ejemplo la cuenca de Cariaco en Venezuela (ver figura), y hasta los 45.000 años a partir del análisis de una estalagmita de una cueva sumergida en las Bahamas.

Durante los últimos diez mil años ha habido un declive en la concentración de carbono 14 en la atmósfera debido a una variación del campo geomagnético terrestre que ha reforzado el escudo protector de los rayos cósmicos. Esta disminución, con fluctuaciones, ha sido en los últimos 10.000 años de un 15 % aproximadamente con respecto al nivel de 1950 (ver figura).

Pero aparte de este declive y en tiempos más cortos, en escalas de siglos o menos, las causas de las variaciones habidas en la concentración de 14C atmosférico son debidas a otros dos motivos: 1) los cambios en la actividad solar y 2) las variaciones en la ventilación oceánica.


El carbono-14 y actividad solar

El viento solar, ligado a la intensidad de emisión de energía solar, intercepta parte de la radiación cósmica galáctica —responsable de la formación de 14C—antes de que ésta llegue a la Tierra.

Por eso, cuando en un fósil, o en la madera de un anillo de árbol, del que ya se conoce su edad por otros métodos, se encuentra una anomalía con respecto al porcentaje de 14C que le correspondería contener, ello indica que en la época en que vivió ese fósil, o creció ese anillo de árbol, pudo haber una anomalía en la producción de 14C atmosférico y, por lo tanto, en la intensidad de la radiación cósmica galáctica que alcanzaba entonces la Tierra. La llegada de mayor o menor radiación cósmica galáctica depende inversamente de la intensidad del viento solar que la intercepta. Por eso, finalmente, se puede deducir que las anomalías detectadas en el 14C dependen de las anomalías de la emisividad solar.

Las épocas en las que hubo una mayor producción de 14C se corresponden con épocas de menor actividad solar (y más radiación cósmica incidente). Si además se produce un incremento del Berilio-10, un isótopo del berilio también cosmogénico, la hipótesis de una menor actividad solar se refuerza. Tal es el caso de los mínimos de Wolf, Sporer y Maunder ocurridos en el transcurso del último milenio (ver figura).

Y viceversa, las épocas de menor producción de 14C deben relacionarse con épocas de alta actividad solar. Según algunos paleoclimatólogos, una sequía larga e intensa ocurrida entre el 750 y el 1025 de nuestra era, que coincide con una baja producción de 14C (y alta actividad solar), señalizada en los sedimentos lacustres de Yucatán, estuvo en el origen del declive de la civilización Maya (ver figura). Aquellos siglos parece que fueron también calurosos en Europa (el Período Cálido Medieval), debido quizás a esta mayor actividad solar.


El carbono-14 y los cambios en la ventilación oceánica

Pueden producirse variaciones importantes en la concentración atmosférica de 14C cuando cambian drásticamente las condiciones de ventilación de los mares.

Ocurre que hay un intercambio continuo de CO2 entre la atmósfera y los océanos. Ahora bien, una vez que el CO2 es absorbido por el agua y penetra en el océano puede permanecer siglos atrapado en él y, por lo tanto, su carbono se va empobreciendo en 14C. De esta forma el CO2 devuelto a la atmósfera en los procesos de afloramiento (upwelling) de aguas profundas contiene un carbono empobrecido en 14C, lo cual hace que se reduzca también la concentración de 14C del CO2 atmosférico.

Cuando el ciclo de intercambio de carbono entre la atmósfera y el océano se modifica también lo hace la concentración de 14C, tanto en la atmósfera como en la superficie del océano. Por ejemplo, a comienzos del Younger Dryas, hubo un fuerte aumento en la concentración de 14C atmosférico, ya que la atmósfera dejó de recibir del mar el CO2 empobrecido en 14C, que había estado recibiendo anteriormente, durante el cálido Bølling-Allerød. Ocurrió que con el advenimiento de la nueva situación océanica, disminuyó la ventilación del Atlántico, ya que la circulación termohalina —como en los tiempos fríos de la glaciación—, se había debilitado de nuevo. También en la superficie del mar este aumento está documentado, gracias, por ejemplo, a las mediciones de 14C realizadas en los foraminíferos planctónicos fósiles conservados en las laminas sedimentarias de la cuenca marina de Cariaco.

También las diferencias existentes entre la edad del carbono disuelto en las aguas tropicales y la edad del carbono disuelto en las aguas de latitudes altas pueden dar ciertas claves sobre las variaciones de la circulación oceánica (ver figura). En efecto, actualmente, la edad aparente (diferencia con respecto a la atmósfera) del reservorio de las aguas superficiales de los Trópicos y del Atlántico Norte, analizando su ratio 14C/12C, es de unos 400 años, mientras que en las altas latitudes del Pacífico Norte y Sur es de unos 1.200 años. Esta diferencia está causada por el tipo e intensidad de circulación oceánica termohalina existente hoy día. Pues bien, por medio del estudio del 14C contenido en la caliza de foraminíferos fósiles recogidos en diferentes regiones, podemos saber algo sobre los cambios ocurridos en las edades de los diferentes reservorios oceánicos, a lo largo, por ejemplo, de la última desglaciación, y extraer así conclusiones sobre las variaciones en la circulación termohalina de aquella época.

INVENTOS Y DESCUBRIMEINTOS

A continuación intentare elaborar con los inventos y descubrimientos más importantes o influyentes en la historia de la humanidad. A juicio uno de los inventos mas importantes de la historia: la imprenta. Fue inventada por Johannes Gutenberg, y las consecuencias fueron toda una revolución en la disponibilidad de la información para las masas; esto a su vez permitió el desarrollo en todas las áreas fundamentales y claves en el posterior desarrollo del mundo: las artes, la ciencia, la medicina, etc. En resumen, un mega gran invento.

En segundo lugar, la bombilla eléctrica o ampolleta, inventada por Thomas Alva Edison. En este mismo instante, si es de noche o esta oscuro en nuestra habitación, estamos disfrutando del trabajo de este gran hombre.

Luego podemos mencionar al teléfono, obra de Alexander Graham Bell. Su invento lo empleamos incontables veces durante nuestra vida diaria, ya sea para temas relacionados con el trabajo o diversión, y nos permite mantenernos comunicados con nuestros seres queridos.. Incluso demasiado (con esto de los teléfonos celulares, hay quienes incluso llevan a cuestas más de un aparato a la vez).

Otro de los grandes inventos de la historia es la radio, o la transmisión de señales a través de ondas electromagnéticas. Puedes explorar en la sección de ciencia de este sitio la discusión sobre su real inventor. Muy interesante.

Otro espectacular invento es el radar, que permite la detección de objetos mediante la emisión de ondas de radio que "rebotan" en la superfice de estos objetos. Se puede determinar la distancia a la cual se encuentra un objeto midiendo el tiempo que toma la onda en ir y volver a la fuente emisora de ondas. Increíble. Quien inventó el radar fue Robert H. Rhine, nacido el 30 de Agosto de 1922 en Boston, Massachusetts.

Sigamos con el automóvil. No podemos dejar de mencionar al respecto a Henry Ford, quién masifico la producción del mismo (aunque no fué el quien lo inventó), y permitió que este invento se convirtiera en el sistema de transporte fundamental para el funcionamiento del mundo y la economía actual. En 1909 desarrolló el primer modelo, el famoso "Ford T", y en 1927 su compañía lanzó el modelo "A", ofreciéndolo incluso en cuatro colores.

No podemos dejar de mencionar entre los grandes inventos al avión. En 1903, después de grandes esfuerzos por fin los hermanos Wright se mantuvieron en el aire por 12 segundos. Pensar que tan solo un siglo después tenemos aviones comerciales capaces de transportar cómodamente a un pequeño pueblo (el Airbus 380), utilizando la última tecnología en computadoras.

Otro de los grandes inventos que ha tenido una infinidad de usos hasta nuestros días es el Láser, o en inglés "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". El Láser fue inventado por Gordon Gould, quien lo introdujo al mundo en 1959.

Uno de los inventos que es un verdadero icono de nuestra época es el Microchip, inventado en 1959 por Jack Kilby. El Microchip o simplemente "chip" es un circuito electrónico miniaturizado, lo que hace posible, entre muchísimas otras cosas, que el computador que estas ocupando en este preciso instante pueda caber sobre un escritorio, en vez de ocupar una casa completa. Bastante práctico.

Y terminando con la lista de grandes inventos mencionaremos a la Internet.Esta gran invención ha revolucionado al mundo haciendo que cantidades de información nunca antes pensadas estén a la disposición de las masas. Para más detalle sobre la Internet puedes visitar los artículos relacionados en la sección de computadoras.

Los grandes descubrimientos, mencionando a aquellos que han impactado profundamente a cada una de las áreas del conocimiento y quehacer humanos.

La tierra se mueve: Nicolás Copérnico propone que el centro del sistema solar es el sol, y no la tierra.

Los microorganismos: Las observaciones accidentales de Leeuwenhoek utilizando sus microscopios son la base de la microbiología y bacteriología actuales.

El átomo: John Dalton teoriza que la materia está formada por pequeñas partículas llamadas átomos.

El desplazamiento de los continentes: Alfred Wegener propone que los continentes antiguamente formaron una única masa de tierra, la cual se separó. Por eso los continentes en un mapa casi se pueden unir como en un rompecabezas.

La doble hélice del código genético: James Watson y Francis Crik describen en 1953 la molécula de DNA, compuesta de dos cadenas en forma de hélice. Muestran que el DNA se reproduce a si mismo manteniendo su estructura, salvo en caso de pequeñas mutaciones o errores.

La selección natural: En 1858, Charles Darwin publica su teoría, en base a la información que recabó en sus viajes. Aún esta audaz teoría es motivo de incesantes debates.

La penicilina: Descubrimiento que ha tenido un tremendo impacto en la medicina, de manos de Alexander Flemming, quien en realidad la descubrió por accidente, después de una observación casual en uno de sus cultivos de bacterias.

La teoría de la relatividad: La famosa fórmula de Einstein E=mc², prueba que la masa y la energía en realidad son equivalentes, o distintas manifestaciones del mismo fenómeno. Realmente espectacular.

“La realidad supera muchas veces a la ficción, y en su época cada uno de estos eventos cambió el curso de la humanidad para siempre”.

¿QUE ES ANIAC?

ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator 1946) fue la primera gran computadora de propósito general, a ella le debemos mucho mas de lo que podemos imaginar, no por su velocidad de calculo, sino por su capacidad de calculo. Hasta entonces todas las maquinas construidas por el ser humano tenían un propósito especifico, estaban designadas para realizar una labor especifica, podían realizar operaciones aritméticas ( Maquina de Leibniz 1671), cálculos astronómicos ( mecanismo de Antikythera 80 a.C), pero nunca se había fabricado una maquina con tal potencia, y aun no se ha construido una sola computadora que supere lo que fabricaron en 1946, John P. Eckert, John W. Mauchly y John von Neumann.

ENIAC fue el primer computador que se realizo con arquitectura de Von Newman, arquitectura que continua usandose hoy en día, ningún ordenador actual puede solucionar mas problemas que el ENIAC, y el numero de problemas que el ENIAC no puede solucionar es exactamente igual al de cualquier ordenador actual. Desde 1946 el ser humano ha conseguido solucionar estos problemas de una manera mas rápida, incrementando la velocidad de calculo de las computadoras, pero nunca ha conseguido incrementar su capacidad de calculo. En los tiempos que corren, se anuncian nuevas innovaciones, nanotecnologia que multiplicara por 1000 la velocidad de los procesadores actuales basados en silicio, esto hará que ciertos problemas especialmente complicados tengan una solución viable en tiempos relativamente cortos, pero me entristece decir aun no se conoce un ordenador capaz de solucionar algo que el ENIAC no pudiera.

EL CÒDIGO MORSE

El Código Morse es un medio de comunicación basado en la transmisión y recepción de mensajes empleando sonidos o rayos de luz y un alfabeto alfanumérico compuesto por puntos y rayas. Aunque este código surgió en el siglo 19, su empleo es perfectamente utilizable hoy en día cuando la existencia de condiciones atmosféricas adversas no permite el empleo de otros medios más desarrollados como, por ejemplo, la transmisión de la voz.

Aún cuando en una transmisión inalámbrica por radiofrecuencia realizada solamente con código Morse aparezcan interferencias producidas por tormentas eléctricas, los sonidos de los puntos y las rayas serán siempre reconocibles para el oído humano aunque se escuchen mezclados con el ruido que produce en esos casos la estática atmosférica.

En sus inicios para transmitir y recibir mensajes en Código Morse se empleaba un primitivo aparato inventado en 1844 por Samuel Morse, creador a su vez del propio código que lleva su nombre. Ese aparato constaba de una llave telegráfica de transmisión, que hacía las veces de interruptor de la corriente eléctrica y un electroimán como receptor de los puntos y las rayas..

Cada vez que la llave se oprimía hacia abajo con los dedos índice y medio se establecía un contacto eléctrico que permitía transmitir los puntos rayas del código Morse. Los impulsos intermitentes que se producían al apretar la llave telegráfica se enviaban a un tendido eléctrico compuesto por dos alambres de cobre. Esos cables, soportados por postes de madera, se extendían muchas veces a cientos de kilómetros de distancia a partir del punto de origen de la transmisión hasta llegar al punto de recepción.


El primitivo receptor de ese sistema de telegrafía por donde se oía el sonido de los puntos y las rayas estaba formado por un electroimán con una bobina de alambre de cobre enrollada alrededor de un núcleo de hierro. Cuando la bobina recibía los impulsos de corriente eléctrica correspondientes a los puntos y las rayas, el núcleo de hierro se magnetizaba y atraía hacia sí una pieza móvil, también de hierro, que al golpearlo emitía un sonido seco peculiar. Ese sonido era semejante a un “tac” corto cuado se recibía un punto, o un “taaac” más largo si se recibía una raya. Por ejemplo, la letra “a” del código Morse, formada por un punto y una raya ( . – ), se oía aproximadamente así: “tac – taaac”.

Con el invento de Marconi del transmisor elemental de ondas de radio, a partir del año 1901 la transmisión de mensajes por telegrafía se comenzó a realizar también de forma inalámbrica, adaptándolo al mismo sistema inventado por Morse. Esa nueva forma de transmisión tenía la ventaja que no era necesario realizar tendidos de cables a largas distancias, por lo que muy pronto los barcos se adoptaron esa nueva tecnología para comunicarse entre sí y con tierra. El “telegrafista” pasó entonces a llamarse “radiotelegrafista”.

La posterior aparición de la válvula de vacío inventada por Fleming en 1904 y el desarrollo de la válvula triodo inventada por Lee de Forest tres años después, abrieron la posibilidad de generar ondas de radiofrecuencia por medios electrónicos. Ese avance tecnológico mejoró en gran medida la transmisión de mensajes en código Morse por vía inalámbrica, permitiendo su envío a cualquier confín del mundo.

Con la introducción en el mercado de los transmisores electrónicos por ondas de radiofrecuencia, el electroimán utilizado hasta entonces para recibir las señales del código Morse se sustituyó por un altoparlante o, en su defecto, un par de cascos (audífonos) y el sonido pasó a escucharse como “beeps” cortos o largos, según fuera un punto o una raya lo que se estuviera recibiendo. La llave telegráfica de Morse se sustituyó también por otra llamada "vibroplex bug", inventada en 1903 por Horace G. Martin que posibilitaba enviar los mensajes con mayor rapidez. El pulsador de esta nueva llave funcionaba de forma horizontal y se manipulaba haciendo presión hacia los lados utilizando el dedo índice y el pulgar.

Además de las transmisiones de mensajes que se realizan empleando sistemas eléctricos o electrónicos, el código Morse permite utilizar también otros medios más sencillos. Uno de ellos consiste en utilizar una fuente de luz intermitente, mientras que el otro se basa en producir sonidos empleando cualquier dispositivo que permita reproducir los puntos y las rayas. Un ejemplo del uso práctico de esos diversos métodos lo tenemos principalmente en los barcos, que en determinados casos pueden llegar a emplear cualquiera de las posibilidades que se han mencionado.

Por ejemplo, para enviar mensajes empleando una fuente de luz los barcos se valen de una especie de reflector llamado “blinker”, dotado de una cortinilla que al abrirse deja pasar los rayos de luz y al cerrarse los interrumpe. Un rayo de luz corto se entiende como un punto, mientras uno más largo es una raya. A la derecha se puede ver un blinker transmitiendo un S.O.S. pidiendo auxilio. La formación de esas siglas en código Morse se realiza con tres puntos que corresponden a la letra (S), tres rayas a la letra (O) y tres puntos más (igualmente para la otra S) ( . . . – – – . . . )

En casos de emergencia los barcos suelen utilizar también el “tifón” (silbato accionado por un chorro de vapor o de aire), que llevan comúnmente fijado a su chimenea; gracias al fuerte y grave sonido que emiten los tifones, se pueden utilizar para propagar los sonidos de mensajes de auxilio en código Morse. Un sonido corto del tifón significa un punto, mientras que uno más largo significa una raya.

Para transmitir las letras del código, cada punto y cada raya se separa haciendo breves pausas. La velocidad de transmisión de las palabras que forman el texto de los mensajes depende en gran medida de la habilidad y experiencia práctica que tenga el telegrafista o el radiotelegrafista, tanto a la hora de transmitir como de recibir los mensajes.

Independientemente de la velocidad y destreza que se pueda llegar a adquirir empleando el código Morse, a la hora de transmitir un mensaje el tiempo de demora de una raya debe superar en tres veces el de un punto.

Cada letra o número del código se compone de uno o más puntos o rayas, o las combinaciones de ambos signos, separados entre sí por una pausa de tiempo equivalente al de la transmisión de un punto. Además, entre la transmisión de una letra y la siguiente, el tiempo de separación debe ser mayor que el necesario para transmitir una raya o tres puntos. El tiempo de separación entre una palabra y la otra debe ser equivalente al que se requiere para transmitir seis puntos.

EL DESCUBRIMIENTO DE AMÉRICA

Una de las fechas más significativas durante el reinado de los Reyes Católicos fue la del 12 de octubre de 1492: el día en que Cristóbal Colón descubrió América.
El hecho de que Cristóbal Colón (que no era español de origen) acudiera a una corte extranjera para ofrecer sus servicios prueba que el descubrimiento de América no fue en modo alguno accidental.
Portugal y Castilla (España) estaban muy avanzados en la exploración de rutas mercantiles marítimas y Sevilla, una rica y populosa ciudad española era por entonces un importante centro comercial. Sabemos que las rutas africanas permanecían cerradas para Castilla en favor de Portugal. En 1479, por el tratado de Alcaçova, Alfonso V de Portugal renunció a sus aspiraciones sobre Castilla y reconoció los derechos de Castilla en las islas Canarias, mientras que Castilla reconocía los derechos de Portugal en las Azores, Cabo Verde y Madeira.
Las Islas Canarias eran una puerta excelente hacia rutas alternativas. Esto es lo que Cristóbal Colón ofreció, y lo hizo a un estado que precisaba de ellas, y que estaba también acostumbrado y preparado para este tipo de empresa. La España unificada poseía en 1492 una poderosa maquinaria de guerra, una sólida economía, una proyección exterior, experiencia naval que incluía la exploración de rutas mercantiles, y un notable potencial cientifico-tecnológico: matemáticos, geógrafos, astrónomos y constructores navales, que habían sido formados en una mezcla de tres culturas (judíos, musulmanes y cristianos). Su único rival era la vecina Portugal que, como ya sabemos, había puesto punto final a la expansión española en Africa.
La oferta de Colón fue rápidamente aceptada a pesar de sus conocidos errores. Pero durante su viaje a Asia sus carabelas, inesperadamente, tropezaron con el continente americano.
Los españoles estaban especialmente bien preparados por su historia para conquistar, ocupar, poblar y explotar nuevas tierras y asimilar nueva gente. América, entonces, se convirtió en la nueva tierra prometida para aquella gente acostumbrada a la aventura y con las armas militares, diplomáticas y administrativas a su disposición para afrontar el reto. A mediados del siglo XVI, se habían establecido en dos de los virreinatos más importantes, Méjico en el Atlántico y Perú en el Pacífico.