El cicle del carboni

El Sol il·lumina el nostre planeta i amb la seva llum ens aporta energia. Les plantes absorbeixen aquesta energia i mitjançant la funció de fotosíntesi, gràcies a la clorofil·la, realitzen la transformació de l'energia de la llum solar en energia química. Tot agafant aigua del terra i anhídrid carbònic (CO₂) de l'aire obtenen molècules més complexes com sucres i oxigen, que alliberen a l'atmosfera. Aquest sucres posteriorment es poden transformar en altres productes orgànics més complexos, com cel·lulosa, lípids i aminoàcids que en el seu moment originaran proteïnes de tipus vegetal. Evidentment tot aquest procés ha significat que el CO₂ que hi havia en l'aire ha estat fixat per la planta en molècules orgàniques, és a dir formades per àtoms de carboni, que després seran ingerides per animals.

D'aquesta forma aconseguirem que aquesta altre part de la cadena, els animals, entre els quals ens trobem puguem ingerir àtoms de carboni per a tornar a construir les nostres pròpies molècules. Nosaltres no podem absorbir carboni de cap altre lloc, sinó és menjant vegetals o animals que prèviament l'han absorbit.

Altre funció de la llum solar és, amb la seva energia, evaporar aigua dels mars. Aquesta forma núvols i després cau en forma de pluja o neu, amb el que el CO₂ queda dissolt i atrapat de nou per l'aigua del mar o bé dins de la terra on formarà on formarà carbonats i bicarbonats, com són els sòls de la zona lacustre de Banyoles.

Amb els segles o els eons, les plaques tectòniques que formen l'escorça de la Terra es van movent, tan en sentit horitzontal, acostant o allunyant continents i formant muntanyes, com en sentit vertical provocant l'enfonsament d'una placa per sota de l'altre i provocant terratrèmols. Així tots els carbonats que s'havien sedimentat en el fons marí són empesos cap al centre de la Terra, on quan pugen les temperatures passen a forma líquida i si troben alguna esquerda com la sortida d'un volcà són expulsats de nou cap a l'atmosfera. Així es tanca el cicle del carboni, estava a l'aire, fa tot un cicle passant pel animals i torna al terra i d'aquí altre cop amunt.

Penseu que el carboni és l'àtom fonamental de la química i bioquímica que ha originat la vida i sense ells difícilment ens podem imaginar que aquesta es pugui desenvolupar, encara que hi científics que no descarten formes de vida suportades pel silici. De totes formes també calen altres àtoms, anomenats biogènics, com hidrogen, nitrogen, oxigen, sofre i fòsfor per aconseguir tots els productes que ens calen per mantenir la vida de forma activa al nostre planeta.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 171 del març 2014

L'origen de la vida (II)

Ara ja tenim la sopa primordial i tal com van descriure Miller i Urey al 1954 després del bombardeig elèctric podem trobar una mica de tot, alcohols, sucres, aminoàcids, greixos. Ja tenim la base per anar construint. Ara imaginem que el cel s'ha aclarit i llueix el Sol que envia la seva energia i permet que totes aquestes molècules comencin a fer noves proves i reaccions. Unes sortiran bé, d'altres no.

Sabem la facilitat que ofereix el carboni per crear noves molècules i també per crear polímers, cadenes molt llargues repetint les mateixes unitats, com si es tractés d'un collaret pel coll. Però com ell aquest nou polímer té la propietat de ser flexible, fet que li permet adoptar moltes configuracions diverses, inclosa la de formar bucles. Així unint varis bucles podem arribar a fer una esfera buida per dintre, en la que poden entrar altres molècules més petites i, fins i tot amb una capacitat especial, la de repel·lir l'aigua i atreure els greixos. Hem aconseguit fer una esfera que serà la base del nucli de la cèl·lula.

Fins aquest moment l'única forma d'obtenir energia era reaccionant amb un alcohol i prendre-li. Pensem que un alcohol és similar a un sucre i aporta molta energia quan reacciona. Si entre les molècules atrapades dins de l'esfera o nucli han entrat alcohols i altres tipus de molècules capaces de reaccionar amb ell podem obtenir com resultat altres productes, noves combinacions amb noves propietats. Una forma d'evolucionar. Els productes interessants seguiran evolucionant i obrint nous camins, els que no ho siguin s'estancaran i desapareixeran.

Així ja tenim el nucli i saben com obtenir l'energia, ara ens cal una membrana que l'obtindrem capturant molècules de greix que estiguin nedant per l'exterior dins de la sopa i ancorant-les a la part externa del nucli, de forma que no pugui entrar més aigua a la part interna, que siguin hidròfobes. Ara bé aquesta membrana pot ser selectiva i deixar passar alguns tipus de molècules, com els sucres d'abans. Si amb les diferents reaccions produïdes, o bé per captura, aconsegueix un enzim que trenqui els sucres i alliberi la seva energia i després elimini els productes no desitjats a través de la membrana, tindrem un primer procés digestiu.

Aquest nucli cel·lular ja tindria la major part de les funcions necessàries. Només li faltaria la capacitat de duplicació i la capacitat d'absorbir l'energia directament del Sol, sense dependre dels sucres lliures a la sopa. La primera l'obtindrà sent capaç de generar la propietat de l'autocatàlisi i la segona creant la molècula de clorofil·la a partir dels cianobacteris.

Els científics no estan segurs de que tot el procés d'origen de la vida fos tal com aquí es descriu, però podria ser una aproximació prou bona, que els anys i nous experiments i descobriments poden acabar de confirmar i actualitzar.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 170 del febrer 2014

Oficis al segles XVIII-XIX

Una de les formes de recaptar impostos per part dels ajuntaments municipals era recollir-los en funció de l'ofici que exercia. Així, buscant en el Llibre de la Cobranza del Real Catastro de la Vila y terme de Bañolas en lo any del 1750 arriba a sortir una llista de 43 oficis que pagaven impostos en aquell temps, que posada per ordre i tal com es troben escrits segons l'ús d'aquell temps, seria: adroguer, apotecari, arrancallosas, ataconador, baster, blanquer, boter, botiguer, cadirer, calderer, calsater, cirurgiá, clavataire, comerciant, corder, fargaire, ferrer, forner, fuster, hospitaler, jornaler, mestre de casas, moliner, musich, nocaire, notari, pagés, paparer, parayre, pasamaner, paroler, procurador, retorcedor, sabater, sastre, serrador, serraller, tallador, tarricer, teixidor, tintorer, traginer i treballador.

La major part d'ells eren oficis manuals i sense necessitat de fer estudis, cosa normal en aquells temps. De totes formes semblaria que alguns cas sí que eren necessaris, com podrien ser apotecari, -a qui li calia estudiar farmàcia-, cirurgià, -li calia estudiar medicina- i notari i procurador -que els calia estudiar dret-.

Classificant els oficis en funció del material o bé del ram que toquen, podríem començar pels que toquen el metall. En el cas del ferro, serien clavataire, fargaire, ferrer i serraller i per tocar altres metalls el calderer i el peroler. En quan a la fusta serien el boter, cadirer, fuster i serrador.

Els que toquen el ram de la roba serien per una banda els relacionats amb la preparació del teixit i per altre amb la seva elaboració, el blanquer, calsater, nocaire, paraire, pasamaner, retorcedor, sastre, teixidor i tintorer. També es podrien incloure els relacionats amb les sabates com l'ataconador i el sabater.

Dintre del ram de l'alimentació trobaríem el forner, moliner i tallador, qui seria una mena de carnisser. En el món relacionat amb els animals trobaríem al baster i el traginer. I amb el món de la construcció l'arrancallosas, qui arrencaria les lloses de les pedreres i el mestre de casas, qui seria el precedent de l'actual arquitecte.

Quedarien altres oficis podríem dir que lliures com el botiguer, comerciant, jornaler, pagés, traginer i treballador. A més tindríem l'hospitaler, qui regenta una fonda i dóna hospital, el corder, qui fabrica cordes, el terrisser i el músic.

També es pagaven impostos per posseir animals, així que tan el burro, cavall, mula i matxo pagaven impostos. Altre forma de recaptar impostos era gravar la casa on s'abita (sic) i son personal, així com pels censos que es cobraven. Les viudes també pagaven un impost, encara que no queda clar sota de quin concepte.

Si fem un recompte del total d'impostos cobrats per oficis surt que sota del nom de teixidor n'hi ha 77 persones, inclosos dos amb l'especificitat de teixidor de llana. El segueixen en nombre l'ofici de jornaler amb 50 persones. A distància es troben el corder (14), treballador (11), després sabater, ferrer, mestre de casas i parayre (8), sastre (7), fuster (5) i moliner, cirurgiá i paroler (4).

Fent la mateixa relació al 1849 del llibre de la “Contribución Industrial y de Comercio” on es classifiquen les indústries i oficis per classes es troben: abacero, administrador de fincas rústicas y urbanas, agente de negocios, albardero, albeitar, baños portátiles, barbero, bodegonero, boticario, cacharreria o alfarero, café, calderero, carnicero o cortante, carpintero, cerrajero, cirujano, cirujano romancista, confitero, cordelero y soguero, espartero, especulador de frutos de la tierra, fosforero, herrero, hojalatero, maestro de obras, médico, mercader de paños, mercader de ropa sin usar, mercader de sedas y sintas, molino de chocolate movido a mano, molinos de aceite, molinos de represa, notarios, olleros que venden por las calles, pastelerías o semuleros, quincalla, sastre sin almacén o con, sillero, tendero de jamón salsitcheria y otros embutidos, tienda de aguardiente, tienda de paja y algarroba, tienda de pan, tienda de vidrio, tintorero, traficante en trapos y papel, tratante de maderas del país o serrador, tratante en cáñamo, tratante en carbón, zapatero.

Aquí la primera cosa que destaca és que ja els trobem escrits en castellà, aspecte que de mica en mica s'ha anat implantant a partir del 1830, encara que potser en els documents d'ordre interns, per tan no oficials, es mantenia un cert ús de la llengua catalana.

Després s’observa que dels 48 oficis esmentats una dotzena tenen relació amb el comerç, oficis que es dediquen a vendre productes que ells mateixos no fabriquen, sota el nom de mercaders, tenders o tractants, a més d’administrador, agent, especulador i traficant, com serien: administrador de fincas rústicas y urbanas, agente de negocios, especulador de frutos de la tierra, mercader de paños, mercader de ropa sin usar, mercader de sedas y cintas, tendero de jamón salsitcheria y otros embutidos, tienda de aguardiente, tienda de paja y algarroba, tienda de pan, tienda de vidrio, traficante en trapos y papel, tratante de maderas del país o serrador, tratante en cáñamo, tratante en carbón.

És curiós el nom que li atorguen al que avui anomenaríem com intermediari, li diuen “especulador”, nom que actualment quasi seria ofensiu i que poca gent ho acceptaria com a ofici encara que hi tingués relació amb aquesta activitat. Igualment passaria amb l’ofici de traficant.

Com oficis amb estudis només apareixen boticario, cirujano, médico i notario. Doncs el cirujano romancista segons la definició que es troba al diccionari Alcover-Moll correspon a una persona que no ha fet estudis universitaris en llatí i per això parla una llengua romance, encara que també faci petites operacions.

Dedicats al ferro i la fusta calderero, cerrajero, herrero, hojalatero, per un costat, i carpintero i serrador i sillero per l’altre. En total tres oficis menys d’aquests gremis.

Dels que tenien relació amb el teixit i les sabates sorprenentment només s’esmenten el sastre i els mercaders de diversos tipus de roba. Per contra lligats al gremi de l’alimentació en surten diversos com carnicero o cortante, confitero, pastelerías o semuleros a més dels diferents tipus de botigues com bodegonero, café, aiguardent o alimentació com pernils i embotits, pa. Com nom poc habitual ara apareix l’abacero que seria l'adroguer actual. També tenen relació els molins, ja siguin de chocolate movido a mano, de aceite o de represa. Igualment apareixen uns banys portàtils.

Relacionats amb el món dels animals només es citen el albardero o baster i el botiguer de palla i garrofes. Per contra apareixen altres oficis dedicats a la venda de petits objectes, que ara trobaríem en una ferreteria, com cacharreria o alfarero, quincalla, que altres anys s’esmenta com buonero així com l’ollero que vende por las calles.

També apareix el traficant en draps i paper que potser els venia als molins per a fer paper. D’igual manera trobem el barbero i el fosforero, així com l’albeitar, una mena de veterinari pràctic però sense estudis. Segueixen apareixent el cordelero i soguero, així com el nou espartero. També sorgeix un nou ofici que podria indicar una evolució social com seria el tractant en carbó, un nou material per escalfar les cases i fer treballar les empreses.

Evidentment també paguen les indústries, així apareix l'apartat de la indústria de la llana i del cotó, on es paga en funció de las cardes, fusos i talers. També hi ha blanqueries, fàbriques de paper i sabó, així com un martinet d'aram.

Resumint sembla com si entre els dos llistats, el del mitjà segle XVIII i el del XIX, no apareguessin com contribuents en el darrer els oficis més manuals, doncs aquestos han passats de ser 218 contribuents sobre un total de 232 persones, un 94%, a un valor de 48% al cap d'un segle, 90 oficis manuals sobre un total de 187 persones controlades. Però sí que es veu néixer una classe social mitjana que és la del botiguer, tractant, mercader, com es vulgui dir, que no elabora ell mateix el producte que ven, però sí que es una figura important, a l’hora de fer efectius els impostos.

Publicat a la "Revista de Banyoles" en el seu nº 963 del gener 2014

L'origen de la vida (I)

La pols interestelar que envaeix tot l'univers, formada de restes de l'hidrogen i l'heli de la primera explosió inicial, el conegut com Big-Bang, s'ajunta amb restes d'altres àtoms provinents d'explosions de supernoves, col·lapses de noves i també de nebuloses planetàries que ajuden a enriquir aquesta pols. El medi en el que es troben és molt fred i amb molt poca densitat de matèria, però en algun moment es comença a agrupar una mica de pols, la temperatura ja no és tan baixa, ha pujat algunes desenes de graus absoluts. L'hidrogen ja és capaç d'iniciar alguna tímida reacció formant aigua, amoníac, metà, formes orgàniques elementals.

Aquestes molècules es dipositen sobre aquells granets de pols inicial. Ara els raigs còsmics entren en acció amb la seva elevada energia, obtinguda de l'explosió d'una supernova o d'un centre galàctic actiu, i ajuden a formar noves noves molècules orgàniques més complexes. En l'actualitat es coneixen quasi 200, veure http://www.astrochymist.org/astrochymist_ism.html.

Aquests raigs còsmics actuen com projectil trencant les petites molècules inicials i ajuden a formar-ne de noves no existents. L'element que més abunda és el carboni que té la facilitat de combinar-se amb altres àtoms d'una forma molt senzilla, tan per formar-se com per tornar-se a trencar, a diferència del silici que només es combina però que es trenca amb molta més dificultat i no és capaç de formar molècules tan complexes com el carboni.

Però amb el temps aquestes espècies es mouen per l'espai i són capaces de trobar sopluig en un lloc on es troba amb molta més matèria, són els planetes, prop d'una estrella que els hi aporta una certa energia. Allà la temperatura no és ni tan freda com abans ni potser tan calenta com per no deixar fer noves reaccions. Aquests planetes també poden genera escalfor interna per reaccions radioactives en el seu nucli per descomposició d'urani, tori o potassi.

Amb tota la massa del planeta formats per les pedres recollides en la seva òrbita i pels impactes rebuts d'altres meteorits i cometes ha aconseguit recollir prou gasos com per formar una atmosfera i a partir d'ella i de la seva pluja uns oceans d'aigua. Ara les molècules es troben més properes unes a altres, milions de vegades més a prop que quan estaven a l'espai, i estan rebent les descàrregues elèctriques de llampecs de la seva pròpia atmosfera. En aquesta etapa inicial el planeta Terra se semblaria més a Venus però amb la meitat de la seva temperatura. Dins de l'aigua, encara es troben mil cops més a prop que en l'aire i poden combinar-se mes fàcilment. Estem formant la sopa oceànica primitiva.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 169 del gener 2014

El model de Niça

Aquesta hipòtesi publicada a la revista Nature al 2005 per quatre científics no gaire coneguts vol desenvolupar un model de l'evolució dinàmica del sistema solar des del moment en que ja estaven formats els vuit planetes actuals uns 500 milions d'anys després de la seva formació.

Tot va començar quan es van estudiar unes partícules recollides per la sonda Stardust que va passar darrera el rastre del cometa Wild2 al 2004. Observant-les sota un microscopi electrònic es va veure que contenien minerals exòtics, com nitrur de titani i tungstè que només es podien haver formats a les rodalies del Sol i per sobre de 1.700ºC. Com és possible que un cometa fred continguin aquestes partícules d'origen tan calent?

Segons l'esmentat model quan el sistema solar es va estabilitzar, aquests planetes orbitaven en cercles molt propers, trobant-se Neptú més interior que Urà tot voltant el Sol. Per la part exterior hi orbitava tot un seguit de deixalles planetesimals de roca i gel. Com conseqüència d'atraccions gravitatòries entre els planetes majors, Júpiter i Saturn, aquest sistema poc estable va patir una estrebada, enviant Júpiter una mica més cap a l'interior i els altres tres cap en fora.

Simulació que mostra els planetes exteriors i el cinturó planetesimal

Aquesta atracció reiterada entre Júpiter i Saturn va fer que aquest entrés dins de la zona d'influència sobre Neptú i Urà que els va accelerar i enviar més enllà de l'òrbita que llavors tenien, amb el fet addicional que Neptú va marxar més lluny que Urà. Així tota la zona on es trobaven les deixalles de roca i gel que no havien estat atrapades per formar part dels planetes i que orbitaven per la part externa del sistema va ser també expulsades pels dos planetes que van interrompre en la seva zona.

Això va ocasionar una dispersió completa d'aquestes deixalles, incloses les de l'anomenat cinturó d'asteroides entre Mart i Júpiter, i unes van anar cap a l'interior del sistema solar ocasionant el conegut com a Gran Bombardeig Tardà (GBT) i altres van anar cap a l'exterior creant els núvols de Kuiper i d'Oort. Aquest bombardeig va durar un mínim de 100 milions d'anys i van haver grans impactes contra la Terra, inclòs el que va originar la Lluna.

De fet, i ara encara més, conforme anem trobant planetes a altres estrelles, ens estem donant compte que el model que havíem pres com referència, el nostre, és ben poc habitual en els altres sistemes planetaris.

Esperem que noves investigacions sobre aquests nous sistemes i sobre els cossos que es troben en els núvols de Kuiper o Oort permetin avançar, tan sigui utilitzant telescopis terrestres o bé sondes com la New Horizons que arribarà a Plutó al juliol de 2015.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 168 del desembre 2013

Mecànica clàssica o quàntica

Des que l'home va tenir capacitat per raonar va intentar donar explicacions a tots els fenòmens que presenciava amb més o menys encert. Així va començar l'astronomia estudiant el moviment dels planetes i concretant que els elements bàsics, segons els grecs, eren quatre, aigua, aire foc i terra. Així va continuar el tema fins al segle XVII en que Newton, basant-se en estudis previs de Galileu, Copèrnic, Brahe i Kepler va determinar els principis bàsics de la nova Mecànica, predient els moviments dels planetes. Va ser el naixement de la Física clàssica la qual explicava perfectament tot el món observable en aquell temps.

Tot va seguir igual fins que la tècnica va donar un pas endavant i es va poder observar el món amb més detall, tan micro com macroscòpicament. Així a primers del segle XX Einstein va revolucionar- la demostrant que la llum a més de comportar-se com una ona també ho podia fer com una partícula, oferint una dualitat impensable fins al moment. A més va revolucionar també el concepte d'espai-temps que va passar a ser relatiu en lloc d'absolut com deia en Newton.

Al mateix temps en Planck va posar les bases de la mecànica quàntica dient que l'energia només es podia transmetre en paquets, que no era un continu sinó que era discreta i només podia prendre certs valors anomenats “quantums”. 

Posteriorment en Heisenberg va plantejar el principi d'incertesa que diu que a una partícula no se li pot conèixer amb certesa la posició i l'energia, entenent-la com moment, que porta per damunt d'una certa exactitud. Un altre físic en Schroedinger va formular la seva equació o funció d'ona on descriu un sistema físic al llarg del temps tan micro com macroscòpic. Seria similar a l'equació de Newton en la física clàssica.

Cap a 1930 els grans físics del temps reunits a Copenhagen van acceptar els principis de la mecànica quàntica, així com la teleportació, efecte túnel, superposició, entrellaçament, que assenten les bases d'aquesta teoria.

Així doncs tots els efectes macroscòpics es poden descriure amb la teoria de la relativitat general d'Einstein, però arriba un punt extrem on l'energia és tan gran, cas dels forats negres, o les distàncies tan petites, mida de les partícules elementals, que aquesta llei no es pot aplicar i cal entrar-hi en la física quàntica. Per ara en aquest dos punts extrems no lliga una teoria amb l'altre, xoquen de forma frontal. Caldrà veure en un futur com es poden unificar aquestes dues teories, si s'aconsegueix crear una teoria del Tot. Per ara els científics ho estan estudiant basant-se en la teoria de supercordes i en la teoria de la gravetat quàntica de bucles. A veure què passa.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 167 del novembre 2013

Iniciació a l'observació

Des de ben al principi els primers homínids ja es feien preguntes i la pregunta que es feien quan era de nit i miraven el cel ple d'estrelles era què eren aquells puntets brillants que es movien de posició lentament al llarg de la nit i cada nit.

Ara ja hem aprés més i sabem que aquests puntets majoritàriament són estrelles, però també ens podem trobar planetes i fins i tot podem observar agrupacions d'estrelles com cúmuls o galàxies i tot això a simple vista, amb la condició de que no tinguem contaminació lumínica.

Si volem aprendre a observar millor us recomano que llegiu la guia d'iniciació a l'astronomia que trobareu a la pàgina d'Astrobanyoles a www.astrobanyoles.org a la columna del costat esquerra.

Bàsicament us iniciarem en com observar el cel. La primera recomanació serà conèixer el cel, això vol dir tenir a mà un mapa del cel de nit, un planisferi de paper o la seva nova versió digital per tauletes o mòbils, i aprendre a identificar les estrelles. Saber identificar les constel·lacions en les que s'agrupen, que de fet només és una regla per recordar com agrupar-les segons uns patrons d'uns dibuixos més o menys estilitzats pensats pel grecs fa algun miler d'anys.

Així ja sabrem on tenim el nord i el sud. També ens caldrà saber per on circulen els planetes i la lluna, que és pel pla del Sol, o sigui el que es coneix com la línia eclíptica. I que tots els objectes celestes surten a l'hemisferi nord, per l'est i es ponen per l'oest. Un cop ja tenim assolits aquests coneixements bàsics ja podem donar un pas endavant i passar a una etapa posterior per tal d'avançar poc a poc i evitar frustracions.

Ara us recomano observar el cel amb prismàtics. Es veu ben diferent, és com si agaféssiu un tros de cel i l'ampliéssiu amb una gran lupa. On abans vèieu a ull nu alguna estrella, ara us poden aparèixer dotzenes. Aquí és important saber a quina constel·lació i a quina estrella esteu mirant doncs haureu d'entrar a mapes d'estrelles més detallats i és més fàcil cometre errors d'identificació. Però la seva grandesa serà poder veure escenes que ni a simple vista, per falta de detall, ni amb telescopi, perquè observen zones més petites podreu veure mai. Simplement és una altre forma d'observar el cel.

Un cop superat aquest nivell, ja podeu pensar en entrar al següent, l'observació amb telescopi. Però abans de començar cal que us pregunteu quina mena d'objectes voleu mirar, si us voleu dedicar a observació planetària o si voleu observar cel profund amb cúmuls, nebuloses i galàxies. La decisió és important doncs el model de telescopi a comprar està en funció del que voleu observar.

De totes formes no penseu mai que amb un telescopi podreu veure les imatges que ens presenten els llibres d'astronomia, doncs són fotos fetes per telescopis espacials i quasi sempre retocades amb colors per a fer-les més impressionats. El cel de nit a nivells aficionat és quasi bé tot en blanc i negre.