Experimentos y enigmas

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Los colores de la Antártida

Durante la última campaña antártica (Diciembre 2003 – Febrero 2004) a bordo del barco oceanográfico alemán Polastern, un día decidimos tomar fotos del paisaje que teníamos delante cada dos horas y a lo largo de las 24 horas. Empezamos a las 4 de la mañana, y la última foto la tomamos a las 2 de la mañana del día siguiente. Aquí tenéis el resultado: ¿qué os parece?

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Las fotos están tomadas cada 2 horas durante 24 horas ¿Qué es lo que más os sorprende?

Respuesta al Enigma

Lo que más sorprende mirando estas fotos es que siempre hay luz, incluido de noche. Y es que en el polo sur, donde se encuentra la Antártida, durante el verano austral el sol no se pone nunca. Esto pasa porque la Tierra gira al rededor del sol estando inclinada de unos 23º27′ respecto al plano de la eclíptica. Por este motivo, la Antártida está expuesta a la luz del sol desde el 21 de septiembre hasta el 23 de marzo, o sea durante la primavera y el verano austral, mientras queda expuesta hacía el espacio externo a lo largo del otoño y inverno (y entonces el paisaje está dominado por la oscuridad). Lo mismo pasa en el polo norte, en el Ártico, con la diferencia de que la ausencia de luz coincide con el invierno boreal, o sea aproximadamente desde noviembre hasta febrero. Además, a pesar de la calma aparente, se puede observar como los fuertes vientos han sido capaces de desplazar grandes placas de hielo hasta el lugar donde se tomó la foto en tan solo 2 horas (ver diferencia entre la foto tomada a las 20 horas y la que se tomó solo 2 horas más tarde, a las 22 horas).

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La alternancia de luz y sombra en los polos depende de la inclinación de la Tierra respecto al Sol (Imagen: M. Manzoni)

 

¿Platillos volantes?

Esta es una fotografía tomada cerca de la Isla de Bouvet (53ºS, 10ºE) de camino hacia la Antártida desde Ciudad del Cabo (Suráfrica).
En ella aparece una nube de una forma un poco extraña. 02a

 


¿Sabríais decir qué tipo de nube es y como se ha podido originar?

 

Respuesta al enigma

Es una nube lenticular. Cuando los fuertes vientos pasan por encima de la isla se forman ondas de montaña a sotavento, donde se generan curiosas nubes denominadas “nubes de onda” que permanecen estáticas durante horas adoptando formas muy variadas y caprichosas. Las nubes más bajas giran sobre sí mismas y son llamadas “nubes rotoras”. A mayor altura aparecen otras nubes que tienden a adoptar aspecto de lentes, de almendra o de … ¡platillos volantes! Son las “nubes lenticulares”. Para que las nubes lenticulares se formen, el aire debe ser bastante seco o ligeramente húmedo. Mientras el aire asciende por encima de la montaña, llega un punto donde se satura y se condensa formando una nube. Si el aire es seco, pero mantiene niveles de humedad, las nubes se irán formando según el grado de humedad en diferentes capas. Eso explica porque las nubes lenticulares pueden tener, a veces, una apariencia apilada.

Un agujero en el hielo

¿Has probado a dejar un papel arrugado encima de la nieve durante un tiempo? Nosotros aquí en la Antártida lo hemos hecho, y esto es lo que nos ha pasado: el papel se ha hundido. ¿Sabéis por qué pasa esto? No hace falta estar en la Antártida para probarlo, lo podéis intentar durante vuestras vacaciones en la nieve…

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¡El papel se ha hundido! ¿Por qué creéis que ha pasado?

Respuesta al enigma

La nieve es blanca y por esto refracta los rayos del sol como un espejo y como consecuencia rebota el calor que del sol proviene. Por esto motivo está fría cuando la tocáis. Pero si encima del suelo helado se pone un papel oscuro éste, al contrario de la nieve, absorberá el calor de los rayos del sol y al resultar más caliente hará que la nieve debajo se funda.

¡Pingüinos al agua!

Aquí os proponemos un ejercicio de observación y de imaginación. En este vídeo podréis observar unos pingüinos emperador lanzándose al agua. Sin embargo, ¿no encontráis que su comportamiento es un poco extraño? Haz clic y mira el video.
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Parece que se lo piensen mucho. Primero se agrupan unos cuantos y poquito a poquito se van acercando al margen del hielo. Se miran entre ellos. Entonces, uno se decide, y todos van rápido hacia el agua.

 

¿Por que creéis que tienen este comportamiento? ¿Quizás porqué los pingüinos son un poco miedosos? o ¿siguen una estrategia bien planificada? ¿Por qué crees que lo hacen?

 

Respuesta al enigma

Se trata de un comportamiento de defensa. Los pingüinos actúan así para defenderse de sus depredadores debajo del agua. Las orcas y focas leopardo siempre están al acecho en los lugares donde suelen zambullirse los pingüinos y así capturarlos por sorpresa. Estos momentos son los más peligrosos para los pingüinos adultos. Al sumergirse en grupo, reducen las posibilidades individuales de ser capturados. Si lo hicieran de forma solitaria serían presas fáciles. Este fenómeno, llamado de la manada egoísta (o “selfish herd”), fue modelizado por el gran biólogo evolutivo Hamilton, en 1970. Literalmente quiere decir: esconderse entre los compañeros de suerte. Ahora bien, el primero que se tira al agua, ¿es el más valiente? ¿El que tiene más hambre? o ¿es el más rápido y por lo tanto el más confiado? Eso aún no lo sabemos, quizás se lo tendríamos que preguntar a ellos.

Experimento a 1500 metros de profundidad

Éste experimento lo realizamos aprovechando que, uno de los aparatos de recogida de muestras de agua a diferentes profundidades (llamado CTD), descendía hasta los 1500 metros de profundidad.

Dentro de una bolsa de plástico colocamos unas cuantas bolas de porexpan del tamaño de una naranja, como las que veis en la fotografía. Esta bolsa la atamos al CTD que bajó a las profundidades. En la imagen de la derecha se puede ver el aparato con la bolsa de color azul atada a una de las anillas de soporte. Una vez arriba, sacamos las bolas de la bolsa y… el tamaño ya no era el mismo. ¡En lugar de naranjas ahora teníamos mandarinas! En la fotografía de la izquierda podéis ver la diferencia entre el tamaño original (arriba) y como quedaron las que hicieron el viaje hacia el fondo.

 

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¿Qué les ha pasado a estas bolas?

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El CTD baja con las bolas

 

¿Qué les ha pasado a estas bolas? ¿Qué fenómeno ha hecho que se encogieran?

Respuesta al enigma

El fenómeno se debe a la presión hidrostática.

En las grandes profundidades marinas la presión es extremadamente elevada. Si tenemos en cuenta que la presión hidrostática aumenta una atmósfera por cada 10 metros de profundidad, a 1500 metros los objetos estarán sometidos a una presión de 15 atmósferas, es decir, 15 veces la presión que tenemos a nivel del mar. Si esta presión la sufren materiales comprimibles, entonces se deforman o encogen, como lo que les ha pasado a las bolas del experimento. Sin embargo, al aparato no le ha sucedido nada debido a que está constituido de materiales no comprimibles, como son el aluminio y el PVC.

Hay materiales que pueden recuperar la forma cuando la presión ya no actúa sobre ellos y se trataría de materiales elásticos. Pero no es el caso del porexpán.

Organismos con luz

Observa estas fotos y el vídeo. Se trata de un ejemplar de zoopláncton gelatinoso observado en la lupa. Se encontró en el Mar de Weddell a unos 100 metros de profundidad.
Haz clic y mira el video.

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¿Sabríais decir de qué organismo se trata? ¿Cómo emite la luz?

 

Respuesta al enigma

Se trata de un ctenóforo de la especie Callianira antartica. Esta especie se encuentra exclusivamente en aguas antárticas y subantárticas. Se trata del ctenóforo más abundante en aquellas aguas y se puede encontrar hasta los 400 metros de profundidad. El de la foto es un juvenil de unos 6 milímetros y tiene los tentáculos encogidos. Estos tentáculos extendidos harían 6 veces su largura. La luz que parece que emita es debida a la iridiscencia de sus cilios que se mueven como una onda. Cuándo sobre los cilios incide la luz visible (en este caso la de la lupa de observación) se dan las diferentes tonalidades de colores que dependen del ángulo de incidencia de la luz y la posición en que se encuentre el cilio en ese momento. Estos cilios están dispuestos en 8 bandas o peines (por su parecido a las púas de los peines) longitudinales al cuerpo. Aparte de ser un mecanismo locomotor, estos peines también les sirven para alimentarse. A través de su movimiento ondulatorio crean pequeñas corrientes de agua que acercan las presas hacia la boca, situada en la parte superior. En este caso, se puede ver una presa en su interior (en rojo) que posiblemente sea un copépodo, su alimento preferido.

Visualizar la fauna escondida

Muchos organismos marinos se esconden durante el día para protegerse de sus depredadores. Viven aferrados a las algas de la costa, dentro de pequeñas cavidades o escondidos en la arena. Por la noche, sin embargo, salen en busca de alimento o bien atraídos por alguna curiosidad o circunstancia nueva.

¿Como podríamos observar estos organismos que no se ven normalmente?

Una manera de verlos seria capturándolos mediante una trampa de luz colocada de noche durante un buen rato, desde un par de horas hasta toda la noche.

¿Como construir una trampa de luz?

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1. Los materiales para construir la trampa son muy sencillos:

a. Una botella de plástico de 1 litro
b. Una piedra
c. Un cordel
d. Papel de aluminio
e. Cinta adhesiva
f. Tijeras
g. Linterna o barra para hacer luz

2. Se corta la parte superior de una botella de plástico de un litro y le damos la vuelta para que quede como un embudo hacia dentro.
3. Se coloca una piedra en su interior para que la botella se hunda y se mantenga derecha.
4. Se tapa la botella con cinta que no deje pasar la luz, a excepción de la parte de la obertura.
5. Se ata un cordel para que no se nos pierda la trampa.
6. Una vez en el lugar determinado cerca del mar, se introduce en su interior algo que haga luz. Recomendamos las barras de luz que se doblan (las que utilizan los submarinistas), porque son fáciles de introducir por la obertura de la botella y su luz dura algunas horas. También se pueden utilizar linternas subacuáticas.
7. Se deja caer la trampa con la iluminación hasta el fondo deseado (con un par de metros es suficiente) y se esconde el cordel entre las rocas o rendijas del muelle.
8. Ahora, ya solo queda esperar durante el tiempo que nos convenga (como mínimo dos horas) y seguidamente abrir la botella y verter el contenido en una bandeja.
9. Si queremos observar los organismos con más detalle podemos llevárnoslos en un pote para observarlos en casa. En la nevera pueden permanecer vivos más de un día. Una vez hayamos disfrutado de su observación, podemos devolverlos al mar y ellos solos, una vez en el agua, sabrán muy bien donde esconderse.

Lo que ha pasado en este experimento ha sido que los organismos han caído en la trampa atraídos por la luz. Cuando entran por la obertura de la botella, se quedan atrapados en su interior sin saber como salir. Los organismos que se pueden encontrar con más facilidad mediante este sistema son pequeños crustáceos. Si repetimos el experimento cambiando de lugar y de profundidad se obtendrán diferentes organismos y en cantidades diferentes. La vida en nuestras costas es muy variada y los organismos se distribuyen de maneras muy diferentes.