GAIA: DE HIPOTESIS A TEORÍA Y LA XVII OLIMPIADA DE ... - UGM

Gómez Treviño: Gaia: de Hipótesis a Teoría y la XVII Olimpiada de Ciencias de la TierraEl Mundo de MargaritasBusquen la palabra Daisyworld o Mundo deMargaritas. Así le llamó Lovelock al sistema decontrol homeostático que ideó para demostrarque su propuesta era una posibilidad real. Supusoque el Sol aumentaba su luminosidad con el tiempoy, como consecuencia, la Tierra estaría cada vezmás caliente. Supuso además que en la Tierraexistían dos tipos de flores (daisies o margaritas),unas blancas y otras negras, así como suelo rasosin margaritas. Las blancas absorben menos luzque el suelo y el suelo menos que las negras. Porlo tanto, las negras tenderán a calentarse másque el suelo y el suelo más que las blancas. Encada caso el grado de calentamiento modificalos alrededores de las margaritas y del suelo. Setiene además que ambos tipos de margaritas sereproducen mejor a una temperatura media ymueran a temperaturas menores de una mínima,y mayores de una máxima. Esto es todo.Veamos ahora qué pasaría si la Tierra sinmargaritas tuviera una temperatura menora la mínima. Obviamente ninguna margaritapodría existir. Sin embargo, si ponemos unamargarita negra ésta hará que su alrededor secaliente y, si la temperatura sube más allá de lamínima, entonces empezarán a reproducirse. Sereproducirán tanto negras como blancas, pero lasnegras tendrán ventaja porque el planeta estáfrío. ¿Pero qué pasará si hay demasiadas? Pues elplaneta se calentará más allá de la temperaturamáxima. Sin embargo, como también haymargaritas blancas, éstas al reproducirse estaránafectando su entorno hacia un enfriamiento. Y siel Sol aumenta su luminosidad, pues entonceslas favorecidas serán las blancas, porque ellaspueden bajar la temperatura. Y si la bajandemasiado, favorece a las negras que la puedenaumentar. Y si la aumentan demasiado, pues esofavorece a las blancas que la pueden bajar. Y si labajan demasiado…….. ¿Se entiende?Simple, brillante y demoledor. Lovelock sesacudió las críticas de los biólogos utilizando losmismos argumentos manejados por ellos. Mostrócómo dos especies que actúan en su propiobeneficio pueden terminar creando condicionesque las beneficien a ambas.La idea es importantepero más importante es que sea realista. Unamanera de demostrarlo es hacer un modelomatemático con ecuaciones basadas en las leyesfísicas y mostrar que los efectos anticipadosson realmente posibles en un planeta comola Tierra. La investigación de Lovelock incluyóel desarrollo de las ecuaciones y su solución.De hecho, el trabajo se realizó como tesis dedoctorado de uno de sus estudiantes. Ya existenen Internet programas interactivos que ustedespueden utilizar y hasta jugar con las variablespara experimentar con el modelo. http://www.gingerbooth.com/flash/daisyball/DaisyBall.htmles la liga que utilizaremos. En esta liga hay dosopciones, DaisyWorld and DaisyBall. La últimaconsidera que la Tierra tiene una inclinación de23.5 grados con respecto al plano de su órbitacon respecto al Sol, y que la cantidad de luz pormetro cuadrado que llega a la Tierra dependede la latitud. DaisyWorld y DaisyBall utilizanlas mismas ecuaciones pero en este último seresuelven para diferentes latitudes. Por eso veránque unas margaritas se concentran en el ecuadory otras en los polos. Consulten las ecuacionesen DaisyWorld-theMathy piensen cómo lasresolverían ustedes. ¿Cuál resuelven primero?Siéntanse libres de cambiar las diferentesvariables en la opción de avanzado (advanced),para familiarizarse con el simulador. Empiecencon la opción por omisión (default), y revisen quela temperatura de la Tierra realmente se estabilizacuando hay margaritas en comparación con lasituación cuando no las hay. Cambien albedos,temperaturas máximas y mínimas, luminosidad,etc. Para volver a la opción por omisión utilicenrestore defaults.El examen tendrá algunas preguntas específicassobre las gráficas de la opción por omisión, en sumodalidad de DaisyBall . Por ejemplo ¿Cuál es latemperatura de la Tierra para el Sol actual, cuandohay margaritas blancas y negras? Al inicio delcalentamiento por las margaritas negras ¿Por quéprosperan las margaritas blancas? Y ¿Por qué lasmargaritas negras disminuyen cuando aparecenlas blancas? Por otro lado, para luminosidadesgrandes, inmediatamente antes de que muerantodas las margaritas, la temperatura de la Tierraes muy inferior a la máxima de 40 grados que4