Temps espacials

El temps espacial és l'estat físic i fenomenològic dels ambients espacials naturals. La disciplina associada té com a objectiu, mitjançant l'observació, el seguiment, l'anàlisi i la modelització, entendre i predir l'estat del sol, els entorns interplanetaris i planetaris i les pertorbacions solars i no solars que els afecten; i també en la previsió i pronòstic en l'actualitat dels possibles impactes sobre els sistemes biològics i tecnològics.

Aquesta definició tan exhaustiva va ser redactada en un congrés a Sofia (Bulgària) l’any 2007 en el curs de la Setmana Europea de la Meteorologia Espacial sota l’auspici de la ONU.

Quan parlem del temps sempre pensem en l’atmosfèric, núvols, vent, pluja, sol. Però per sobre de la nostra atmosfera existeix també un concepte de temps espacial que cal conèixer. Afecta tot l’espai entre el Sol i el nostre planeta i està originat pel vent solar i les explosions que es produeixen a la seva superfície. S'estén a tot el sistema solar i el seu espai interplanetari.

Fins el 1859, quan en Richard Carrington (1826-1875), un astrònom anglès, va observar allò que es coneixia com a Efecte Carrington, en què es van arribar a produir aurores fins a latituds com el Carib, ningú les havia relacionat amb les fulguracions o erupcions solars, produïdes 17 hores abans, ni amb el tall de les línies del telègraf. El va originar una tempesta geomagnètica.

Al llarg del segle XX amb el desenvolupament dels satèl·lits, tan militars com comercials, es va veure que fenòmens del clima espacial podien interferir amb el bon funcionament dels aparells i dels senyals de ràdio que emetien i que, també, podien afectar a les tripulacions i passatgers dels avions, especialment si feien la ruta polar.

A Espanya s’encarrega el Servei Nacional de Meteorologia Espacial (SeNMEs) amb seu a la Universitat d’Alcalà d’Henares (Madrid). Va ser creat el 2015 i és el responsable de monitorar i alertar sobre l’activitat solar. A nivell europeu ho fa l’ESA i a Amèrica la NOAA. La paraula equivalent en anglès és Space Weather.

Existeixen tres tipus d’activitat solar que cal diferenciar, l’alliberament sobtat de radiació electromagnètica, les ejeccions de massa coronal i els successos de partícules energètiques solars. Cal estudiar-les en qualsevol longitud d’ona, des de raig X fins a ones de ràdio. La llum del Sol triga 8 minuts i 20 segons en arribar fins a la Terra, però les ejeccions poden viatjar entre un i quatre dies abans de pertorbar el nostre camp magnètic. El risc pels humans augmenta quan la radiació apunta cap el nostre planeta.

Quan les fulguracions solars o les ejeccions originen partícules energètiques, bàsicament protons, accelerats fins a velocitats relativístiques, poden ser perilloses per les tripulacions de les naus espacials i els seus aparells. Aquest serà un dels principals riscos de les exploracions espacials, la protecció contra aquestes partícules.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 312 del desembre de 2025

Antropocè. La gran acceleració

Estem començant una nova era geològica? En teoria som a l’Holocè, dins del  període  Quaternari, una època en què destaca la petjada humana des de diversos punts de vista, geològic, climatològic, biològic i altres. No tots els experts hi estan d’acord, però el que sí és clar és que a partir de la segona meitat del segle XX, l’acció humana està deixant prou canvis que podrien arribar a justificar una nova subdivisió cronològica, l’antropocè.

Si ara es fessin cates de registres estratigràfics, potser no ressaltarien gaire, però amb els anys, potser centenars, sí que s’observarien. Per exemple, un increment d’elements radioactius alliberats pels assaigs nuclears, les partícules de carbó deixades anar per les centrals tèrmiques, la contaminació per microplàstics, així com altres components generats per la producció industrial que abans no existien. També l’escalfament global a un ritme sense precedents i les seves repercussions en el canvi climàtic i l’extinció accelerada d’un gran nombre d’espècies quedarien visibles.

Tots aquests canvis antropogènics van permetre al químic i meteoròleg holandès, Paul Crutzen (1933-2021), marcar els anys cinquanta del segle XX com l’inici de la gran acceleració d’un seguit de factors que determinen l’evolució de la Terra.

L’any 2004 Steffen et al. van proposar un paquet de 24 indicadors, 12 socieconòmics i 12 del sistema terrestre, on des del 1750, inici de la revolució industrial, i fins aquell any, es veu com cap al 1950 hi ha una gran arrencada en vertical de gairebé tots 24 indicadors. Només el contingut de metà i d’ozó atmosfèric semblen controlats, tota la resta fan pujades espectaculars.

El primer grup el formen, població mundial, producte interior brut, inversió directa estrangera, població urbana, consum d’energia primària, consum de fertilitzants, construcció de grans preses, consum d’aigua, producció de paper, transports, telecomunicacions i turisme internacional.

El segon grup està format per diòxid de carboni, òxid nitrós, metà, ozó estratosfèric, temperatura superficial, acidificació dels oceans, captures de peix al mar, aqüicultura de gambes, nitrogen costaner, pèrdua de bosc tropical, domesticació de la natura i degradació de la biosfera terrestre.

Observant aquestes gràfiques, queda palès que l’activitat humana, i especialment el sistema econòmic mundial, és avui el motor principal del canvi en el sistema terrestre. Segons destaca un document de la Generalitat, Dep. MA elaborat el 2021. 

L’any 2009, els científics van proposar unes Fronteres Planetàries quantitatives dins de les quals la humanitat pot continuar desenvolupant-se i prosperant durant les properes generacions. Creuar aquests límits augmenta el risc de generar canvis ambientals bruscos o irreversibles a gran escala. 

El concepte identifica nou prioritats globals relacionades amb els canvis provocats per l’home en l’entorn. Dos d'aquests, el canvi climàtic i la integritat de la biosfera, són els que els científics anomenen "límits bàsics". Si modifiquem significativament qualsevol d'aquests límits bàsics, el sistema terrestre es convertiria en un estat nou.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 311 del novembre de 2025

Tori

És el tori un material de futur en l’energia nuclear?. Potser que alguns de vosaltres al sentir aquest nom, penseu en Torí, la ciutat del nord d’Itàlia... no és això.

El tori de què parlem en aquest article no porta accent. Es tracta d’un element químic descobert el 1829 pel químic suec Jakob Berzelius, qui el va batejar en honor del deu viking del tro, Thor. El símbol és Th i l’isòtop ²³⁰Th és molt utilitzat en datacions absolutes de materials carbonatats. També és lleugerament radioactiu.

Ara, com pot arribar a revolucionar l’energia nuclear?

Primer cal tenir present, que des del punt de vista de les emissions de CO₂, l’energia nuclear és una de les que menys contamina. Només l’energia eòlica és més neta. Per aquest aspecte el Parlament Europeu va qualificar el juliol de 2022 l’energia nuclear com a verda i va considerar ecològiques les inversions que s’hi realitzessin. Serà el rellançament d’aquesta energia?, noves mines, nous reactors,...

El tema que es planteja és si les noves centrals nuclears estaran basades en urani o ho seran en tori.

Aquest element ja el trobem avui dia com a component en molt material elèctric, lents de càmeres, bombetes o motors d’avió. També es pot utilitzar com combustible nuclear. 

er què pot tenir tant d’èxit el tori?. Una de les primeres raons és l’abundància, quatre cops més que l’urani. A més aquest darrer, tot i que també té moltes reserves, cada cop és més difícil d’extreure, com el petroli, i això fa pujar el cost d’obtenció.

Això no vol dir que l’urani desaparegui de les centrals nuclears, seguirà fent falta, el problema és que el tori no és fissible. No el podem trencar (fissionar) en dues parts i obtenir energia, així que cal bombardejar-lo amb  neutrons per transformar-lo en ²³³U que sí ho és i ens proporcionarà l’energia nuclear. Recordeu que a les centrals s’utilitza ²³⁵U com element fissible. Així substituint urani per tori s’abaratirà el cost de la producció d’energia i el consum d’urani.

Però no és tan sols aquesta l’avantatge del tori, el seu ús en centrals nuclears és també més net, generen menys residus radioactius, i més segur, no genera plutoni com subproducte.

Aquí apareix una gran diferència, el plutoni serveix per a generar armes nuclears i les centrals nuclears de tori no en generen. Això implica que qualsevol país podrà tenir centrals nuclears sense que les grans potències pateixin per si poden fabricar armes nuclears amb els seus residus.

Un altre avantatge, important per a tothom, és que minimitza els riscos d’accident, ja que fa servir una tècnica de control de temperatura anomenada de reactors de sals foses (fluorurs), on no s’utilitza aigua per a refrigerar el sistema. Recordeu que els principals accidents a centrals nuclears van ser per aquest motiu (Three Mile Island, Txernobil o Fukushima).

A la Xina ja estan fent proves amb aquest tipus de reactors MSR, Estats Units, Europa i l’Índia ho van seguint.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 310 de l'octubre de 2025

Pot fallar internet?

No em refereixo a les típiques fallades temporals, de minuts o hores, que solen ocórrer. Em refereixo a durades llargues, de dies o mesos. Pel que he llegit, un dels majors riscos el tenim per la proximitat del Sol. Si a la seva superfície es produís una fulguració forta amb ejecció de massa coronal i que, a més, es donés la coincidència de que l’estel ens estigués apuntant directament a nosaltres, al planeta Terra, sí que podríem tenir problemes com aquest.

De fet, quan a les nostres latituds veiem aurores boreals, com la del maig de 2024, vol dir que ha succeït un fenomen com aquest. Històricament han quedat reflectits episodis similars el 1859 (efecte Carrington), el 1921 a Nova York o el 1989 a Quebec. El problema el tenim nosaltres, ara més que abans, car cada cop som més depenents de l’electricitat.

Fa poc vaig llegir un article a la revista digital Science Alert titulat: «Les allaus submarines amagades són un gran problema per a Internet». No tan sols el Sol ens pot causar problemes, sinó també els moviments de les plaques tectòniques que soporten els continents.

És conegut que Islàndia s’acosta a la península escandinava a una velocitat de 2 cm cada any, o 2 m per segle. Segons l’article esmentat, al davant del Marroc, a l’oceà Atlàntic, al Canó d’Agadir, va ocórrer fa 60.000 anys una esllavissada i va viatjar 400 km a través del canó submarí més gran del món i 1.600 km més a través del fons marí. Movent una quantitat de sediments equivalent a 140.000 estadis olímpics i originant una rasa de 30 metres i 15 km d’amplada. 

Altre esllavissada important va ser el 1929 arrel d’un gran terratrèmol davant de la costa de Terranova que va trencar 11 cables del fons marí. També van morir 28 persones al llarg de la costa a causa del tsunami.

Avui dia, existeixen més de 550 cables submarins actius a tot el món amb una longitud total d’1,4 milions de km. Imagineu si part d’aquest cablejat, majoritàriament de fibra òptica, es trenqués degut a les roques que li han caigut a sobre. Tota la informació que circula per ell, internet, telefonia, televisió, quedaria aturada o, en el millor dels casos, caldria buscar-li una nova via de circulació, com amb els cotxes quan es talla l’autopista, però aquest trasbals comportaria pèrdues de temps i econòmiques molt més elevades.

Un altre terratrèmol que va ocasionar molts problemes va ser el 2006 a Taiwan, a Pingtung. Va tallar molts cables que unien el sud-est asiàtic amb la resta del món. L’operador més gran de la Xina va reportar pèrdues del 90% del trànsit cap els EUA. La reparació de la xarxa va durar 39 dies i el cost va ser de milions de dòlars en pèrdues.

Per sort aquest tipus d’esdeveniments són pocs freqüents i cada cop estem més preparats per afrontar-los. Esperem que el canvi climàtic no empitjori aquesta situació.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 309 del setembre de 2025

Mart, el futur?

Actualment els nostres objectius extraterrestres són la Lluna i Mart, els cossos de l’espai més propers.

Darrerament Mart s’ha tornat a convertir en una obsessió. Recordem l’episodi del 1938 on Orson Welles radiava una invasió marciana al planeta, escrita per H.G. Wells que va aterrir els radiooients. També van destacar els imaginats canals identificats per Schiaparelli el 1877 que ningú més va confirmar.

Es podria viure al planeta? Seria difícil per nosaltres, les condicions serien extremes. La temperatura mitjana és de -60ºC, amb un màxim de +20º i un mínim de -150ºC i la gravetat seria una tercera part de la nostra, perquè el planeta té menys massa. Tampoc hi ha atmosfera, només un 1% de la que tenim aquí. El vent solar l’ha escombrada per no tenir la protecció del camp magnètic que va desaparèixer quan el nucli de Mart es va solidificar i va deixar de treballar com una dinamo. A la seva superfície es produeixen ventades però només tenen força per aixecar pols del sòl i prou. El seu aspecte superficial és com la d’un desert.

Des del 1960 que ja s’intentaven enviar sondes d’exploració a Mart, primer orbitals i després intentant aterrar. La primera va ser la Viking 1 el 1975. El 1996 es va enviar el primer robot explorador, el Sojourner, i el 2003 , l’Spirit i l’Opportunity que hi van estar treballant durant 6 i 14 anys respectivament. Aquest darrer va trobar roques d’argila, compost que només s’origina en presència d’aigua. A partir d’aquí es dedueix que hi havia aigua al planeta fa uns 4.000 milions d’anys, amb llacs i rius, però, a poc a poc, es va anar quedant despullat. Semblaria lògic pensar que també hi havia més atmosfera, formada per diòxid de carboni, i, per efecte hivernacle, més temperatura.

Les sondes Viking ja van fer experiments biològics per intentar detectar vida. Les primeres proves van donar positives, amb el conseqüent esverament del científics, però va resultar ser un fals positiu, tal com va fer veure en Joan Oró. El resultat obtingut podia haver sigut originat per una simple reacció química no biològica.

El 2011 s’hi va enviar el robot Curiosity i el 2021 el Perseverance, que encara roden per Mart. Aquest darrer està prenent mostres del sòl i les està desant en tubs, en espera de que algun dia, potser el 2031, la NASA torni per recollir-les i analitzar-les als seus laboratoris amb totes les condicions i garanties de treball que el mètode científic exigeix. El 2021 també es va posar a prova l’helicòpter Ingenuity que hi va estar uns 3 anys, fent un total de 72 vols.

A l’estiu de 2024, el Perseverance va detectar unes roques amb incrustacions de fòsfor i ferro que, a la Terra, es relacionen amb una possible activitat biològica de microorganismes.

Amb tot aquest historial la NASA volia continuar enviant sondes, però li han rebaixat els pressupostos globals i l’administració general de l’agència espacial dels Estats Units ha demanat ajuda a empreses privades per aconseguir una missió viable a mig termini. Estarà el futur de l’exploració espacial a les seves mans?

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 308 de l'agost de 2025

La Missió GAIA

Aquest satèl·lit de l’Agència Espacial Europea (ESA) va ser llançat a l’espai el desembre del 2013 des de la Guaiana Francesa. Els seu nom correspon a l’acrònim Global Astrometric Interferometer for Astrophysics i és un satèl·lit astromètric que serveix per mesurar la posició de les estrelles.

Pels antics grecs Gaia era la mare de la Terra, també rep aquest nom un projecte que considera el planeta, i tot el que l’envolta, com un sistema viu per dret propi.

Té la forma d’una bota de 3 per 10 metres i pesa d’uns 2.000 kg. Té la missió de mesurar, amb la major exactitud fins el moment, la posició de mil milions d’estrelles, un 1% del total a la nostra Via Làctia. A tal fi, es troba situat a un punt denominat de Lagrange2, situat a un lloc d’un cert equilibri gravitatori entre el Sol i la Terra, a uns 1,5 milions de km de nosaltres. Això li assegura estabilitat i que, certament, la nostra atmosfera no li dificulti les observacions.

Està dotat de càmeres CCD i miralls que li permeten observar i situar uns dos milions d’astres cada hora. Cada dia transmet 50 GB d’informació a les tres estacions terrestres, una a la Península  Ibèrica (Cebreros-Àvila).

Ara, hem pogut confirmar que la Via Làctia és una galàxia espiral barrada de quatre braços i s’ha aconseguit reconstruir el seu mapa, tal com es veuria des de fora. Amb tota la informació recollida, destaca la barra central, la deformació del disc que produeix un guerxament, la pols interestel·lar prop del Sol i els lòbuls de Fermi, unes distribucions de matèria molt calenta i tènue que sobresurten, en forma de bulb, al nord i sud del nucli galàctic, amb una mida de 25.000 anys llum i visibles només en raig X.

També s’ha vist que, dels set milions d’estrelles veïnes estudiades, unes trenta mil giren en direcció oposada a nosaltres i que corresponien a una població estel·lar de composició química diferent de la nostra. Conclusió: el seu origen era una altra galàxia satèl·lit de la nostra, Gaia-Enceladus, amb la que havíem xocat fa uns deu mil milions d’anys. També que ens estem barrejant amb la galàxia nana de Sagitari de forma repetitiva cada certs milers de milions d’anys.

De fet, les estrelles no xoquen, hi ha massa espai buit entre mig, però sí que tenen efectes gravitacionals i es produeixen interaccions.

De fet, s’ha comprovat que la Via Làctia està devorant un grup de cúmuls globulars i galàxies nanes, uns 40 en total. També ha descobert tres nous forats negres dins de la Via Làctia, tot estudiant els moviment relatius de les estrelles. 

El gener de 2025 va deixar de funcionar, per esgotament de la seva font d’energia. Però el balanç que podem fer és que ha estudiat més de 2.000 milions d’objectes, dels quals 1.800 milions són estrelles de la nostra galàxia, un 2% del total.

Les dades que ha anat recollint i alliberant (Data Release) no acabaran de ser estudiades fins al final de la present dècada. Els astrònoms tenen feina per anys gràcies a Gaia i a l’ESA.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 307 del juliol de 2025

Vida més enllà de la Terra

Els humans sempre s’estan fent preguntes, volen saber el perquè de tot plegat. Una de les més recorrents és: Estem sols a l’univers?, o el que és el mateix: pots haver vida fora de la Terra?

La resposta, per ara, està clara, no tenim ni idea. Per quina raó només coneixem vida al nostre, un planeta envoltat d’un quatrilió d’estrelles. Estadísticament seria possible, ara bé, arribar-ho a afirmar, per ara, és impossible.

Ja fa anys, cap el 1960, es va iniciar el projecte SETI, de recerca de vida extraterrestre, sense cap èxit, excepte la senyal Wow! del 1977, però que va ser irrepetible. Aquest projecte intentava captar senyals de ràdio arribats de l’espai, que no fossin normals, que poguessin ser un missatge. S’utilitzava el radiotelescopi d’Arecibo que va col·lapsar el 2020. També es va utilitzar per a enviar el famós Missatge d’Arecibo un senyal codificat de ràdio enviat el 1974 en direcció al Cúmul M13 situat a 25.000 anys-llum de nosaltres. Fins d’aquí a 50.000 anys no rebrem cap resposta, si hi arriba.

Les sondes Voyager, llançades el 1977, també porten un disc d’or amb informació codificada sobre nosaltres, per si algun dia algú les pots llegir i interpretar. I les sondes Viking, del 1975, portaven els primers experiments explícitament creats per a la recerca de biosignatures en altres planetes. L'anàlisi bioquímic de l'atmosfera i matèria de les seves superfícies va estar realitzat a càrrec del bioquímic Joan Oró. Sense èxit.

Actualment amb les nostres capacitats tècniques, en especial, els telescopis Hubble i James Webb, som capaços d’enregistrar espectres de molts exoplanetes i de les seves atmosferes. Aquí comença un altre tipus de problemes. Quan podem dir que una senyal pot ser un indici de vida? Parlem de biomarcadors o biosignatures. Si trobem un compost químic com el dimetilsulfur, podem dir que és un biomarcador i que a l’atmosfera de l’exoplaneta on s’ha trobat pot haver, o haver hagut, vida?

Cap científic ho firmaria. De fet, la pròpia definició de biosignatura acceptada diu: Qualsevol fenomen pel qual els processos biològics són una possible explicació coneguda i les seves possibles causes abiòtiques han estat raonablement explorades i descartades.

Descobrir una biosignatura no és el mateix que descobrir vida. Les biosignatures són aproximacions limitades i observables de la vida i són, per sí mateixes, incertes. Aquí ja no cabria considerar com biosignatura les restes fòssils del meteorit marcià ALH84001 com una evidència extraterrestre.

Tampoc la detecció d’oxigen en una atmosfera llunyana impliquen cap senyal positiu. L’oxigen el genera la vida, la fotosíntesi de les plantes, però també es pot originar per descomposició per llum ultraviolada d’aigua, sense haver vida. Si algun extraterrestre hagués examinat la Terra fa milions d’anys, quan no hi havia encara oxigen, mai hagués imaginat el tomb que es va produir, degut a la fotosíntesi, i que ara la vida requereix la presència d’oxigen al nostre planeta.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 306 de juny de 2025