viernes, 29 de julio de 2011

Archaeopteryx deja de ser la primer ave

Diseño artístico de Xiaotingia zhengi. Créditos Xing Lida and Liu Y

Se acumulan las pruebas que demuestran que el famoso fósil está más estrechamente relacionado con el Velociraptor.
 
Análisis de los rasgos de fósiles sugiere que Archaeopteryx no es un pájaro en absoluto. El último descubrimiento de un fósil que esta entre la línea de aves y los dinosaurios no aviares está llevando a los paleontólogos a reconsiderar la criatura que ha sido considerado el eslabón evolutivo entre los dos.

Archaeopteryx ha sido colocada en la base del árbol evolutivo de aves. Tiene rasgos que han ayudado a definir lo que es ser un ave, como largas patas delanteras y robustas. Sin embargo, en los últimos años, los descubrimientos de numerosos pequeños dinosaurios con plumas han creado un dilema para los paleontólogos, que plantea interrogantes sobre el cual animal es el ancestro de de las aves modernas y cual sólo esta estrechamente relacionada.

El fósil que está impulsando la última evaluación del Archaeopteryx se llama Xiaotingia zhengi, y se describe en la revista Nature por Xing Xu, un paleontólogo en el Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de Pekín junto a sus colegas. El fósil de a Xiaotingia zhengi se encontró en el oeste de Liaoning, China, en rocas que datan de la época del Jurásico Tardío, 161 millones a 145 millones de años. Al igual que muchos fósiles similares, está rodeado por las impresiones de plumas en la roca pero tiene garras en los extremos de sus patas delanteras y dientes afilados.

Estas características por sí mismas hacen poco para ayudar a colocar los fósiles en la transición del dinosaurio-ave, pero los informes de Xu sobre los largos huesos de sus dedos corazón y meñique junto a un espolón con forma de L en su extremo. Estas características, afirma Xu, permiten identificar a Xiaotingia estrechamente relacionada con el Archaeopteryx y otro pariente de plumas, el Anchiornis.

Después de analizar los rasgos presentes en Xiaotingia y sus relaciones, Xu y sus colegas sugieren que las criaturas se asemejan más a los dinosaurios Velociraptor y Microraptor que a las aves tempranas,  por lo tanto pertenecen al grupo de dinosaurios Deinonychosauria más que en el grupo de las aves, Avialae. Muchas de las características llevaron al equipo a esta decisión, pero la más inmediatamente perceptible es que Xiaotingia, Archaeopteryx y Anchiornis tienen hocicos planos y regiones expandidas tras las cuencas de los ojos. Microraptor tiene rasgos similares, pero los primeras aves en el clado Avialae tienen cráneos muy distintos.

Del primer lugar

La primera muestra de Archaeopteryx fue descubierta en 1861, pocos años después de la publicación de Charles Darwin, "El Origen de las Especies". Su combinación de características de réptil y de ave lo hacían un perfecto ejemplo de "eslabón perdido" para demostrar la evolución de los dinosaurios no aviares a las aves. Pero la última reorganización no la coloca como la primera ave. "Creo que la colocación de Archaeopteryx 's fue el resultado de la historia y la toma de muestras relativamente pobres en la transición del dinosaurio-ave", explica Xu.

Aún así, reconoce que el movimiento está en negritas. "Debido a que ha ocupado el cargo como el ave más primitiva tanto tiempo, estoy un poco nervioso acerca de la presentación de este resultado", agrega Xu. Sin embargo, las respuestas inmediatas de los demás en el campo sugieren que la decisión será ampliamente aceptada.

"Archaeopteryx era un ave porque no tenía plumas y nadie más las tenía. Pero otros animales comenzaron a ser descubierto que tenían espolones, extremidades con tres dedos y plumas. Incluso el T. rex tenía un espolón. Así que uno por uno, hemos aprendido que los rasgos que poseía el Archaeopteryx no eran tan únicos. Era algo inminente", añade Lawrence Witmer, un paleontólogo de la Universidad de Ohio en Atenas.

Si este cambio será permanente depende de lo que otros animales se detecten en el futuro, dijo Thomas Holtz, paleontólogo de la Universidad de Maryland en College Park. "No creo que esto va a ser la última palabra sobre este tema. Si se coloca una nueva especie en la mezcla el argumento se cae a pedazos, por lo que la nueva ubicación es precaria hasta que más pruebas se excaven".

Referencia:
  • Matt Kaplan, "Archaeopteryx no longer first bird",Nature News.

miércoles, 27 de julio de 2011

25

Si yo pudiera morder la tierra toda...

Si yo pudiera morder la tierra toda
y sentirle el sabor sería más feliz por un momento...
Pero no siempre quiero ser feliz
es necesario ser de vez en cuando infeliz para poder ser natural...
No todo es días de sol
y la lluvia cuando falta mucho, se pide.
Por eso tomo la infelicidad con la felicidad.
Naturalmente como quien no se extraña
con que existan montañas y planicies y que haya rocas y hierbas...
Lo que es necesario es ser natural y calmado en la felicidad o en la
infelicidad.
Sentir como quien mira. Pensar como quien anda,
y cuando se ha de morir,
Recordar que el día muere y que el poniente
es bello y es bella la noche que queda.
Así es y así sea.

[Si yo pudiera morder la tierra toda aparece en "Antología: El desconocido de si mismo". Selección, traducción y prólogo de Octavio Paz. México, UNAM,]


9131 días

lunes, 25 de julio de 2011

Créditos: CMS.

Fue a inicios de la primavera cuando la comunidad de físicos se mantenían emocionados por los resultados que aportarían DZero y CDF en el Fermilab y ATLAS junto a CMS en el LHC, que en el proceso de datos podían actualizar a la comunidad en la búsqueda supersimetría y el bosón de Higgs, una partícula que ayudaría a comprender la masa. Con sucesos recientes tales como la Europhysics Conference on High Energy Physics (Conferencia Europea en Física de Alta Energía) que está sucediendo en Grenoble, Francia y los resultados aportados por Fermilab parece ser que no decepcionarán. Los primeros resultados del LHC han ampliado enormemente el rango de masas en el que el bosón de Higgs no se encuentra y deja abierta la posibilidad de que eventualmente podría encontrarse en el área de 140GeV.

Los resultados han sido presentados por personal de los detectores ATLAS y CMS. Cada uno de estos ha buscado pruebas de la Higgs en diferentes "canales", en el cual canal representa un proceso diferente para la producción de un bosón de Higgs, que luego se desintegra produciendo partículas distintas y fotones. Cada uno de estos canales es sensible a un rango diferente de energías, tanto por el proceso que desencadena el evento, además debido a los antecedentes de eventos similares a futuro también depende de la energía empleada. Como resultado, se obtiene un complejo conjunto de gráficos, cada uno generado en un canal diferente.


Cada una de las curvas de puntos muestra el número esperado de eventos basados ​​en el fondo de eventos producidos por algo más que un deterioro de Higgs. Las curvas sólidas son las tasas de eventos registrados por (en este caso) el detector ATLAS. La fusión de todos estos canales individuales en forma conjunta produce una única curva que se extiende por todo el rango de energía, como se muestra a continuación.

En su mayor parte, los datos observados (de nuevo, una línea continua) son muy similares a los pronosticados por el Modelo Estándar que no incluye el bosón de Higgs (dentro de las bandas verde y amarillo). Esto indica que el detector no está viendo nada inusual en estas regiones. En algunas áreas, como el que rodea a los 375GeV, se están observando pocos eventos de Higgs, los datos observados son significativamente inferior a los esperados. Esto les ha permitido excluir la posibilidad de que el bosón de Higgs se esconde entre 294 y 450 GeV. En otras áreas, como la que se centra en 175GeV, las observaciones fueron cerca de lo que se esperaba, pero hemos visto lo suficiente de estas colisiones a conocer el bosón de Higgs no puede estar allí o los detectores han visto muchos más eventos en el área.

El resultado neto es que se puede excluir a un Higgs con una masa entre 155 y 190 GeV y desde 295 hasta 450 GeV. El detector CMS informa resultados similares: el equipo está diciendo el bosón de Higgs se excluye 149 a 206 GeV y 300 a 440 GeV, así como varios intervalos más estrechos. (El equipo de CMS no ha publicado sus diapositivas, así que no hay imágenes de ellos.)

Partes de ese rango ya había sido excluidos por el trabajo en el Tevatron, por lo que estamos recibiendo una muy buena idea de donde el bosón de Higgs no se encuentra. Aún mejor, el LHC, en parte gracias a sus colisiones empleando una mayor energía, ha obtenido un inverso femtobarn con resultados similares a los publicados por Tevatron. Produciendo más de un femtobarn inverso este año y con la intensidad de las colisiones dejando de incrementarse, significa que los equipos que trabajan en los detectores tendrá más datos para trabajar antes de que concluya el año y deben ser capaces de ampliar significativamente las regiones de exclusión .

Excluyendo toda el área que no aporta, nuestras extensiones al modelo estándar que se hicieron para dar masa a las partículas a través de un campo de Higgs tendría que aparecer. Pero es seguro decir que muchos de los físicos esperan que el bosón de Higgs aparezca y los datos presentados hasta ahora ofrecen una esperanza. Hay un pequeño exceso de eventos en el rango de 130 a 150 GeV en ambos detectores. "Debe tenerse en cuenta que un exceso moderado de los acontecimientos que se observa para las masas del bosón de Higgs debajo de 145 GeV," el equipo de CMS ha declarado, señalando que debe tener una mejor idea de si este exceso es real dentro de los próximos meses.

ATLAS ve algo similar en el área. La señal en ambas direcciones son apenas fuera de la medida de dos sigma de importancia que se muestra en amarillo en el gráfico anterior, por lo que son difíciles de discernir en estos gráficos. Pero están ahí y se puede esperar que el análisis de los canales que cubren esta región será una prioridad durante los próximos meses.

¿Qué va a conseguir los datos adicionales? Un número de cosas. Lo más sencillo será que aumentará la línea punteada horizontal que indica que el bosón de Higgs se ha excluido. Como la barra sube, cada vez más en la curva de puntos (lo que representa las señales de fondo) va a caer por debajo de ella. Con el tiempo, sólo los datos que difieran significativamente de los valores esperados se encontrarán por encima de la línea de la exclusión.

La otra cosa es que, con más colisiones, las desviaciones estadísticas se espera se reduzcan, disminuyendo la zona en verde y amarillo. Los datos, tendrán que contener más eventos de lo previstos, en cuyo caso la desviación entre las predicciones y las observaciones se hacen más grandes o las curvas de puntos se volverán más estrictas en la alineación. Todo esto debe permitir a cualquier señal que existe sera más fácil de detectar de lo que es ahora.

¿Cuánto tiempo tenemos que esperar? Varias cosas que he visto indican que vamos a tener datos suficientes para tener una idea más clara antes de que concluya el año. La cobertura de noticias Nature News, por ejemplo, cita a un portavoz de CMS, expresando "en cuestión de meses sabremos la respuesta".

Referencia:

viernes, 22 de julio de 2011

La ciencia detrás del calor y la violencia

Créditos: Wili Hybrid.
El vínculo entre la violencia y el calor es tan intuitivo que se incrusta en nuestro idioma: exaltados ánimos producidos por el calor desencadenan la ira.

Entonces, ¿qué tiene que decir la ciencia? ¿Es verdad que los ánimos se disparan con la temperatura? La respuesta, de manera bastante apropiada para estos días, es confusa y muy disputada.

Sin duda, existe amplia literatura sobre el calor y la violencia, que se extiende desde un mal control de los estudios regionales a finales del siglo 19 y 20 a los análisis modernos más sofisticados. Esto no sólo se aplica en Estados Unidos, hay investigaciones provenientes de Inglaterra, Gales y Nueva Zelanda .

Sin embargo, si el clima es causa o coincidencia es difícil de determinar.

Tal vez los estudios más detallados, fueron dirigidos por psicólogos Ellen James Cohn y Rotton de la Universidad Estatal de Florida, quienes estudiaron el crimen violento en un período de dos años en Minneapolis, Minnesota. Cohn y Rotton clasificaron los asaltos de acuerdo a la hora del día, día de la semana y mes además de la temperatura. Que en última instancia, concluyó que la violencia aumentó con la temperatura, pero sólo hasta cierto punto.

Alrededor de 80 grados Fahrenheit, las tasas de asalto comenzaron a decaer, una tendencia que se superponía con una explicación hipotética de la violencia inducida por el calor provocaba tendencias en competencia tanto de la agresión como de escape. En niveles bajos a moderados de malestar, la gente ataca pero a niveles altos lo que quieren es huir.

Pero los resultados también encajan con una perspectiva sociológica más que una explicación psicológica. De acuerdo a la llamada Teoría de Actividades de rutina, muchas formas de delitos violentos están en función de las oportunidades sociales y aumenta cuando más gente pasa más tiempo fuera. Cuando la temperatura aumenta las personas permanecen en el interior y el crimen baja. Cohn y Rotton se apoyaron de esta explicación.

Tomando las intepretaciones de Cohn y Rotton, sin embargo, fueron impugnadas por el psicólogo Craig Anderson de la Universidad Estatl de Iowa, que considero no se habían tenido en cuenta plenamente los efectos del tiempo. Su propia visión de los datos (PDF) produce una relación lineal entre el calor y la violencia, con tasas de asalto en horas pico en las temperaturas más altas.

Una relación en línea recta soporta varios procesos psicológicos y fisiológicos.

Cuando hace calor, el cuerpo presenta cambios - aumento del ritmo cardíaco, la circulación sanguínea y la sudoración y cambios metabólicos - relacionados con la actividad del sistema nervioso simpático, que a su vez está vinculada a la lucha o respuestas ante la huida. El clima cálido también aumenta la producción de testosterona, la inclinación hacia la lucha en la ecuación.

Anderson advierte que las explicaciones fisiológicas son todavía muy especulativas, pero cree que hay evidencia del calor a través de una variedad de efectos psicológicos. La incomodidad física se asocia generalmente con los recuerdos negativos, dolorosos, de modo que el calor podría la causa principal de que las personas reaccionen mal.

Los estudios demuestran que cuando hace calor la gente son más propensos a interpretar las señales neutrales como signos de hostilidad y menos propensos a condenar la violencia. Las personas simplemente tiene problemas para pensar con claridad.

Pero aun cuando la verdadera naturaleza de los vínculos entre la violencia y el calor siguen siendo inciertas, un estudio de 1976 destaca por su simplicidad y practicidad: las personas enojadas se puede aliviar con una bebida fría.

Referencia:
Brandon Keim, "The Hazy Science of Hot Weather and Violence", Wired.

lunes, 18 de julio de 2011

Los neandertales se aparearon con humanos fuera de África

Créditos: Wired.

Se ha creído desde hace mucho tiempo que nuestros antepasados ​​humanos entraron en contacto con los neandertales y recientes hallazgos no sólo confirman esto, también indican exactamente cómo se "cerró" ese contacto.

Damian Labuda de la Universidad de Montreal Departamento de Pediatría y el CHU Sainte-Justine Centro de Investigación y su equipo han encontrado parte del cromosoma X humano proviene de los neandertales que se encuentra solamente en personas fuera de África.

En un artículo publicado en la edición de julio de la revista Molecular Biology and Evolution, los genetistas describen como se "proporcionan evidencia de una presencia notable (nueve por ciento del total) de un segmento X Neanderthal derivados de cromosomas en todas las poblaciones humanas contemporáneas fuera de África". El equipo analizó 6,092 cromosomas X "de todos los continentes habitados". Su descubrimiento confirma las hipótesis anteriores que el hombre primitivo modernos y los neandertales se mezclaron y aparearon.

Los antepasados ​​de los neandertales se cree dejaron África hace 400,000 y 800,000 años atrás. Sin embargo, hace 30,000 años antes de Cristo, habían desaparecido. Los ancestros del hombre moderno salieron de África entre 80,000 y 50,000 años antes de Cristo, lo que sugiere que hubo un cruce definitivo entre los dos.

Discovery News agrega : "El equipo cree que la mayoría, si no todas, las hibridaciones se llevaron a cabo en el Medio Oriente, mientras que los humanos modernos migraron de África y se extendieron a otras regiones".

Este hallazgo se produce casi diez años después de que Labuda y su equipo identificaron un fragmento de ADN en el cromosoma X humano (llamado haplotipo) que parecía diferente. Un comunicado detalla los resultados: "Cuando el genoma de los neandertales fue secuenciado en 2010, rápidamente comenzó la comparación con 6,000 cromosomas de todo el mundo con el haplotipo del Neanderthal. La secuencia del hombre de Neanderthal fue encontrado en personas de todos los continentes, incluyendo Australia pero con la excepción de África subsahariana ".

David Reich , genetista de la Harvard Medical School y uno de los investigadores involucrados en el proyecto de descifrar el genoma de los neandertales, dice: "Labuda y sus colegas fueron los primeros en identificar en no africanos variaciones genéticas que pueden provenir de una población arcaica. En ese momento, se han identificado, sin acceso a la secuencia del genoma del Neandertal. Hoy en día, a la luz de la secuencia del genoma neandertal, es claro que tenían toda la razón".

Referencia:

viernes, 15 de julio de 2011

¿Para qué recordar si existe Google?

Créditos: Arstechnica
En la era de Google y Wikipedia, una cantidad casi ilimitada de información está disponible en nuestras manos y con el auge de los smartphones, el acceso es casi ilimitado. La posibilidad de encontrar casi cualquier pieza de información en cuestión de segundos es beneficioso, pero esto ¿realmente esta causando un impacto negativo en la capacidad de nuestra memoria? Los autores de un artículo que se publica en Science Express describen cuatro experimentos para probar esto. Con base en sus resultados, la gente está recordando menos información y en su lugar puede recordar dónde encontrar la información que hemos olvidado.

Los autores presentan un ejemplo simple de acuerdo con sus conclusiones. Póngase a prueba: ¿Cuántos países tienen banderas con un solo color? Independientemente de su respuesta, su primer pensamiento fue acerca de las banderas o considero cómo encontrar esa información. Sin darse cuenta (a pesar de que sabía el contenido del documento) hay quien mentalmente piensa en abrir el navegador Web y dirigirse a un motor de búsqueda.

Este concepto de depender de fuentes externas de información no es nueva en la era del ordenador. En los entornos de grupo, las personas desarrollan lo que se conoce como memoria transactiva, que es la suma de la información en poder del grupo (uno de los autores del estudio actual, Daniel Wegner, es el psicólogo de Harvard que propuso por primera vez el concepto en 1985). Piense en ello como un grupo de expertos que trabajan en equipo, donde cada persona tiene su propia área de experiencia, cuando necesite alguna información que no tiene, le basta con ir a la persona que lo hace.

Los autores sostienen que el fácil acceso a la información a través de Internet constituye otra fuente de memoria transactiva. Sin embargo, en este caso, el acceso a esta fuente en realidad puede afectar nuestra memoria.

En el primer experimento, los autores dieron a los participantes una mezcla de preguntas de la trivia fácil además de difícil y luego probaron su tiempo de respuesta empleando una computadora. La tarea se basa en tener un término impreso en color basados en el Test Stroop, si el término en sí es interesante, los sujetos tienen más dificultades para nombrar el color. Ellos encontraron que, cuando se les daba más preguntas, las personas tomaban más tiempo en la computadora empleando palabras relacionadas, lo que sugiere que pensaban en computadoras cuando se necesita información.

En el segundo experimento se evaluó si la gente recuerda la información para tener un fácil acceso a ella más tarde. A los sujetos se les pide que recuerden un poco de trivia y su tipo en una computadora, la mitad fueron informados de que la información que se guardaría. Las personas que no creen que se necesita información (ya que se salvó) recordó menos que aquellos  que pensaban que sería necesario recordarlo. En otras palabras, inconscientemente se pueden hacer poco esfuerzo para recordar algo que sabemos que podemos buscar en el futuro.

En el experimento tres, los investigadores querían ver si las personas recordaban el lugar donde la información se puede encontrar. Una vez más con preguntas y respuestas, los sujetos escribían las respuestas en la computadora, entonces bien lo borraban o lo guardaban en un lugar genérico o un lugar específico. Más tarde, a los participantes se les pidió recordar las declaraciones de preguntas y respuestas, ya fuera si se había guardado y si es así en dónde. Según el documento, las personas tienen un mejor recuerdo de las cosas que ellos creen serán borrados. Pero fueron aún mejor para recordar si se ha guardado o borrado, a pesar de que la gente no se acordaba donde estaba guardado, eso fue todo.

El último experimento prueba si las personas recuerdan dónde encontrar más información que la propia información. Similar al experimento tres, los participantes recibieron declaraciones de trivia y se les dijo que se guardarían y luego se pusieron a prueba tanto en el contenido de las declaraciones y los lugares donde se guardó. En general, la gente recuerda los lugares donde se guarda la información más que la información en sí. Si se acordarán de lo trivial, sin embargo, la situación queda en el olvido.

Los resultados de los cuatro experimentos sugieren que las personas esperan que la información almacenada en una computadora este continuamente disponible y de hecho recuerda menos cuando saben que van a tener acceso a ella más tarde. También parecen recordar donde pueden encontrar información en lugar de la información en sí.

Nuestra memoria parece ser la adaptación a la tecnología, para bien o para mal. Algunos argumentan que los cambios en el cerebro causados ​​por el acceso instantáneo a la información son perjudiciales y similar a la adicción, pero otros resultados sugieren la búsqueda en línea puede fortalecer algunos cerebros. La mayoría no consideran típica la memoria transactiva pero tampoco perjudicial, sino beneficiosa, lo que quiere decir que estos acontecimientos no son también buenos. Con el acceso a cantidades sin precedentes de conocimiento externo, tal vez esta capacidad no utilizada hasta ahora por nuestros cerebros puede ser utilizada de otra manera.

Referencia:

lunes, 11 de julio de 2011


Créditos:Wikipedia.
 Paleontólogos en los Estados Unidos han descubierto pequeños huesos de dinosaurios conocidos, después de la excavación de los restos fosilizados de un Triceratops o Torosaurus de 45 cm de largo.

Pero lo que hace este descubrimiento - de la Formación Hell Creek, en los páramos del sureste de Montana - aún más especial es la evidencia que aporta a las teorías actuales sobre lo que acabó con los dinosaurios.

La creencia generalizada de que un asteroide colosal cayera en la península de Yucatán en México hace 65 millones de años aproximadamente y que condujo a una extinción en masa de cualquier animal que no podía volar, nadar o vivir en el suelo.

Sin embargo, algunos escépticos creen que los dinosaurios estaban ya en una fuerte disminución o incluso extinción, cuando se produjo el asteroide. Esto habría sido gracias al cambio climático, los niveles impredecibles del mar y la intensa actividad volcánica.

Esta teoría disidente ha llegado a la fama porque no se han encontrado fósiles dentro de los tres metros del Cretácico -Terciario (el límite KT)- una área en la roca sedimentaria que está lleno de elementos raros como el iridio y cuarzo, que indica cuando el asteroide impactó la planeta.

Este recién descubierto cuerno en la frente se encontró a sólo 13 cm por debajo de esa línea tan importante. Esto demuestra que este dinosaurio ceratopsiano (probablemente un Triceratops o Torosaurio) se encontraba en el evento de impacto y los autores consideran que esto echa por tierra la teoría disidente.

En el documento, publicado en Biology Letters, el equipo escribe: "El espécimen in situ demuestra que un vacío desprovisto de fósiles de dinosaurios no aviares no existe y es incompatible con la hipótesis de que los dinosaurios no-avianos se extinguieron antes de que el límite KT".

Referencia:
Mark Brown, "Triceratops Bones Support Asteroid Extinction Theory", Wired UK

viernes, 8 de julio de 2011

Rayos X revelan la pigmentación de las primeras aves

Créditos: Drawing of C. sanctus. (Gregory Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

Confuciusornis sanctus, un ave prehistórica que coexistio con los dinosaurios hace unos 120 millones de años atrás, tenía un cuerpo oscuro con patrones impresionante a lo largo de sus plumas.

Todo esto lo sabemos, en gran detalle, porque un equipo de paleontólogos de California y el Manchester han utilizado innovadoras técnicas de rayos X para obtener una mirada cercana a las sombras y los patrones de plumaje de aves antiguas.

El equipo utilizó el equipo el Laboratorio del Acelerador Nacional del Departamento de Energía de SLAC para trazar las huellas químicas de la eumelanina -un agente colorante responsable de ojos marrones y cabello oscuro en muchas especies-  bien conservado en fósiles de dos pájaros antiguos.

Tales aves fueron Confuciusornis sanctus de hace 100 millones de años y Gansus yumenensis, que es considerada el ave más antigua moderna.

Para encontrar este pigmento el equipo buscó residuos de metales traza como cobre, níquel, zinc y el hierro, porque los átomos de tales elementos se incorporan a menudo en la eumelanina.

Al tomar uno de tales metales -en este caso, el cobre- y obtener un mapa de su distribución a través de las aves, los paleontólogos obtienen una representación increíble del grado de oscuridad o iluminación de la eumelanina, describiendo los diferentes patrones que producen.

Los investigadores hicieron el mismo estudio en las plumas modernas y calamares, incluso, obteniendo con precisión el cobre emparejado a los patrones de los animales.

Por desgracia, la eumelanina sólo se utiliza para la pigmentación de color marrón oscuro y negro, por lo que investigadores no han resuelto por completo el problema del color, sin embargo. "Con el tiempo se podría obtener los colores de especies extinguidas, que en sí mismo, sería fantástico", agrega Uwe Bergmann, del Laboratorio del Acelarador Nacional SLAC, en un comunicado de prensa.

Sin embargo, el descubrimiento ya está reescribiendo los libros de historia. "Uno de los revisores de nuestro artículo señalaba que un libro publicado recientemente [sobre Confuciusornis] tiene ahora que ser reescrito porque la sombra que encontramos en nuestro estudio no está de acuerdo con lo que se describe en el libro", añade Bergmann.

"Estas nuevas técnicas para desenredar la evidencia de la pigmentación tendrá una gran cantidad de las conjeturas en la reconstrucción de dinosaurios extintos y pájaros", considera el ilustrador de Dinotopia James Gurney en el comunicado.

A la vez que películas, libros de texto e ilustraciones son más realista, el descubrimiento de los paleontólogos dará más información sobre las formas en que estas aves utilizaban el camuflaje.


Referencia:

viernes, 1 de julio de 2011

Créditos: New Scientist
Como si de una escena de película se tratará una tenue luz ilumina el estudio, un brillo misterioso ilumina su Tablet PC, en el centro de su escritorio. Para desbloquearla, de forma casual desplaza el dedo a través de la pantalla táctil. En cuestión de segundos, pulsos de la información están siendo descargados de Internet ¿Un poco de música para acompañar ? Tan pronto como cree que los Beach Boys es lo apropiado sus acordes comienzan a sonar a través de los imanes de neodimio de los auriculares.

Para muchos de nosotros, tal escena es la realidad mundana. Rara vez nos detenemos a pensar en los avances en los materiales que subyacen a nuestra tecnología. Sin embargo, casi todos nuestros gadgets personales e  innovaciones tecnológicas tienen algo en común: se basan en algunos materiales muy poco usuales provenientes de la tabla periódica. Incluso si usted nunca ha oído hablar de hafnio, erbio o tantalio, lo más probable es que haya algunos no muy lejos de donde usted está sentado.

No obstante pronto podría estar escuchando mucho más de ellos. La demanda de muchos de estos elementos desconocidos se está disparando, hasta el punto de que pronto podría superar a la oferta. Eso es en parte producto de nuestra hambre insaciable de los últimos aparatos, pero también está siendo impulsada por la revolución de energía verde. Todos los auriculares o discos duros de computadoras, dependen de las propiedades magnéticas del neodimio o disprosio, sin embargo una turbina eólica o el motor de un coche eléctrico exige aún más. Del mismo modo, las propiedades que hacen indispensable el indio en cada pantalla táctil hace que sea un referente en la próxima generación de celdas solares.

Lo que no significa que nos estemos dirigiendo a una crisis. En su Estrategia de Materiales Críticos (PDF), publicado en diciembre del año pasado, el Departamento de Energía de EE.UU. evaluó 14 elementos de especial importancia para tecnologías de energía limpia. Se identificaron seis como "críticos" en riesgo de interrupción de suministro en los próximos cinco años: entre ellos el indio y cinco "tierras raras", elementos como europio, neodimio, terbio, itrio y disprosio. Y las tasas de otros tres -de cerio, lantano y telurio- como "casi-críticos".

¿Cuál es el alboroto?

No es que estos elementos no esten ahí: por lo general se componen de unas pocas partes por mil millones de la corteza terrestre. "Nosotros simplemente no sabemos dónde están", dice Murray Hitzman, un geólogo económico en la Escuela de Minas de Colorado en Golden. Tradicionalmente, estos elementos sólo han valido la pena que muchos de nosotros. Estos están a menudo aislados como subproductos durante la extracción de materiales ya utilizados en grandes cantidades, como el aluminio, el zinc y el cobre. La minería del cobre, por ejemplo, nos ha dado más que suficiente telurio, un componente clave de la próxima generación de celdas solares, para cubrir nuestras necesidades actuales y lo hizo con precios artificialmente baratos.

"Las personas que están tratando con estas nuevas tecnologías, miran el precio de telurio,  piensan y dicen, bueno, esto no es tan caro para lo que es el problema" dice Robert Jaffe, un físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Fue presidente de un comité conjunto de la American Physical Society y la Sociedad de Investigación de Materiales en "Elementos críticos de energía", que publicó resultados en febrero de este año. El problema, como deja claro el informe, es que los cambios económicos radicales en la demanda de estos materiales supera lo que puede se puede suministrar de manera tradicional. "Entonces, de repente tienes que pensar sobre la extracción de estos elementos directamente, como minerales primarios", añade Jaffe. Que eleva el costo dramáticamente, presumiendo incluso de que sepamos dónde cavar.

El precio de un elemento no es el único problema. El grupo de elementos de tierras raras, a la que muchos de elementos usados en tecnología más críticos pertenecen, generalmente se encuentran junto a minerales que también contienen pequeñas cantidades de elementos radiactivos como el torio y el uranio. En 1998, el procesamiento químico de estos minerales, se suspendió en la única mina de EE.UU. para los elementos de tierras raras en Mountain Pass, California, debido a los problemas ambientales asociados a estos contaminantes radiactivos. La mina se espera vuelva a abrir con garantías de  mejora a finales de este año, pero hasta entonces el mundo depende de China para casi todos sus suministros. Desde 2005, China ha logrado imponer límites cada vez más estrictos a las exportaciones, citando la demanda de sus propias industrias de fabricación en expansión.

Esto significa que los políticos tienen la esperanza de alejar su dependencia del petróleo del oeste encontrandose con una desagradable sorpresa: las nuevas tecnologías verdes apenas son una receta para la auto-suficiencia. "No hay ningún país que tenga los recursos suficientes de todos estos minerales para cerrar el comercio con el resto del mundo", afirma Jaffe.

Entonces, ¿qué podemos hacer? La búsqueda de más materiales disponibles y de fácil obtención que realicen la misma función tecnológica es poco probable, opina Karl Gschneidner, un metalúrgico en Ames del Departamento de Energía del Laboratorio de Iowa. Europio ha sido utilizado para generar la luz roja en la televisión durante casi 50 años, mientras que los imanes de neodimio han sido empleados durante 25 años. "La gente ha estado buscando desde el primer día reemplazar tales materiales y nadie lo ha hecho todavía".

Otros toman como ejemplo la historia de éxito de renio. Este es probablemente el elemento más raro de origen natural, con una concentración de apenas 0,7 partes por mil millones en la corteza terrestre. Hace diez años, fue el elemento clave de la resistencia al calor en superaleaciones para motores de turbina de gas en los aviones y en la generación de energía industrial. En 2006, el principal fabricante General Electric descubrió que una crisis se avecinaba y promovió tanto un plan de reciclaje para recuperar el elemento de las turbinas desechadas y un programa de investigación que desarrolló superaleaciones de renio reducido y renio libre.

Ya no desechar estos materiales es una forma obvia de recuperar los suministros. "El telurio debería considerarse como algo más precioso que el oro - es más raro -", añade Jaffe. Sin embargo, en muchos casos, menos del 1 por ciento de estos materiales tecnológicamente críticos terminan siendo reciclados, según el último informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente sobre el reciclaje de metal, publicado en mayo.

Incluso si fuéramos a mejorar de manera espectacular este proceso, un poco de investigación geológica básica para encontrar nuevas fuentes de estos elementos es crucial y necesaria. Inquietudes tecnológicas con miras ambientales y sociales significa que puede tomar 15 años desde el descubrimiento inicial de un depósito de mineral en el mundo desarrollado para su explotación comercial, comenta Hitzman.

Renio demuestra una vez más la rapidez con que la perspectiva puede cambiar. En 2009, los mineros en una mina de cobre en Cloncurry, Queensland, Australia, descubrió un enorme yacimiento de renio geológicamente diferente a todo lo visto antes. "Se podría saturar el mercado mundial de renio desde hace varios años - y se encontró por casualidad", agrega Hitzman.

Al final, debemos dar gracias a China por su decisión de restringir las exportaciones de tierras raras, considera Jaffe, como lo ha señalado en cuestión de elementos tecnológicos fundamentales cuya atención una década antes no habría sucedido. Aún así, el destete a nosotros mismos de estas sustancias exóticas será un gran reto, como muestra un breve estudio de algunas de estas se muestran los elementos desconocidos pero indispensables.

Neodimio
Elemento de tierras raras
Número atómico: 60
Se utiliza en: imanes de alto rendimiento
Calificación de importancia en DoE: crítica

El neodimio es el epítome de la tecnología verde, después de haber sido el primer elemento aprovechado para generar la luz en punteros láser verdes. Oportunamente, se ha comenzado en usar en imanes que mantienen los motores de turbinas de viento y los coches eléctricos de inflexión.

Cuando se mezcla con hierro y boro, los imanes de neodimio se vuelven 12 veces más fuertes que los imanes convencionales de hierro. Esa es una de las razones de su uso portátil siendo compactos y ligeros: los imanes permiten un mayor control de los motores que hacen girar el disco duro y el brazo que escribe y lee los datos desde y hacia él, lo que permite mucha más información que se almacena en la misma zona.

Estos usos múltiples la vuelven una tormenta perfecta amenazando el suministro futuro. En su estrategia de Materiales Críticos, que evalúa los elementos cruciales para el futuro de la energía verde tecnologías, el Departamento de Energía de EE.UU.  estima que las turbinas de viento y los coches eléctricos podrían hacer que el 40 por ciento de la demanda de neodimio lo vuelva un mercado ya sobrecargado. Junto con la creciente demanda de los elementos de los dispositivos electrónicos personales, que lo convierte en un claro "crítico" en la calificación.

Erbio

Elementos de tierras raras
Número atómico: 68
Se utiliza en: fibras ópticas
Calificación de importancia en DoE: sin clasificar

¿Navega en Internet? ¿O revisa su correo electrónico mientras lee? Si es así, probablemente lo está haciendo con iones de erbio.

El erbio es un elemento crucial en las fibras ópticas utilizadas para transportar a través de la luz información codificada en todo el mundo. Estos cables son buenos para mantener que la luz rebote a lo largo, superando fácilmente un cable de cobre para transportar de una señal eléctrica. Aun así, la señal de luz poco a poco se desvanece a medida que los kilómetros aumentan, por lo que la amplificación necesaria.

Los iones de erbio son excitables. Integrados en tramos cortos de la pared de la fibra óptica, ascienden a estados de alta energía por la irradiación con un láser. Las señales de luz que entran a lo largo de la fibra luego estimulan los iones de erbio encantados de lanzar su energía almacenada en forma más precisa la luz de la longitud de onda, dando las señales de un alza.

La buena noticia es que los suministros de erbio a pesar de que son relativamente escasos, la demanda de fibra óptica no se ha disparado como en otras tecnologías. Con las tendencias actuales, se trata de uno de los elementos vamos a seguir para poder vivir.

Telurio

Metaloide
Número atómico: 52
Se utiliza en: las celdas solares
Calificación de importancia en DoE: casi crítica

En 2009, las celdas solares hechas de películas delgadas de teluro de cadmio permitieron reducir el elevado costo por vatio de capacidad de generación eléctrica.

Tanto el cadmio y teluro son subproductos de la minería, el cadmio del zinc y el telurio del cobre. La toxicidad del cadmio significa que está en abundancia: los productores de zinc están obligados a retirarlo durante la refinación y tiene muy pocos otros usos. "Las personas que fabrican fotoceldas a menudo dicen que una de las mejores cosas que puedes hacer con el cadmio es ponerlo entre dos hojas de cristal y dejarlo ahí", dice Robert Jaffe, un físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Pero en el telurio, la situación se invierte. Debido a que el mercado global para el elemento es infimo en comparación con la de cobre - 100 millones de dólares contra más de $ 100 mil millones - no ha habido pocos incentivos para extraerlo. Lo anterior cambiará a medida que crezca la demanda, pero los métodos de extracción duplicarán el suministro, que será en absoluto suficiente para cubrir la demanda prevista, si las nuevas celdas solares despegan. El Departamento de Energía de EE.UU. prevé un déficit de oferta en el año 2025.

Hafnio

Metal de transición
Número atómico: 72
Se utiliza en: los chips de computadora
Calificación de importancia en DoE: sin clasificar

Resistencia al calor sin igual en el hafnio ha permitido viajar a a la luna y volver, como parte de la aleación utilizada en la punta de los cohetes propulsores instalados en el módulo lunar Apollo. Desde el año 2007, sin embargo, también se encuentra más cerca de casa, en los pequeños transistores de chips para computadoras.

Eso es porque el óxido de hafnio es un aislante eléctrico muy eficaz. En comparación con el dióxido de silicio, que se utiliza convencionalmente en
transistores, es más eficiente para evitar que corrientes no deseadas se filtren. También cambian el 20 por ciento más rápido, lo que permite que pase más más información. Esto ha permitido reducir el tamaño del transistor de 65 nanómetros empleando dióxido de silicio primero en 45 nm y ahora a 32 nm.

Tales innovaciones mantienen nuestros smartphones pequeños. El hafnio probablemente no será lo que haga más lento el progreso: a pesar de su bajo perfil, es un elemento relativamente abundante. Integran varias partes por millón de la corteza terrestre y está distribuido ampliamente en todo el mundo.


Tantalio
Metal de transición
Número atómico: 73
Se utiliza en: Casi todos los dispositivos electrónicos de mano
Calificación de importancia en DoE: sin clasificar

Un teléfono inteligente o Tablet PC es una maravilla verdadera de la tecnología en cuanto a uso de materiales modernos, con su interfaz de pantalla táctil que incorpora indio (ver más abajo), una batería compacta de iones de litio y los procesadores llenos de transistores a nanoescala (ver arriba).

Esto se extiende también a los condensadores, los humildes componentes que almacenan energía y el flujo de potencia suave en circuitos electrónicos. Es gracias al tantalio que siguen siendo tan delgados. En su forma pura, este metal constituye una de dos placas conductoras en las cuales la carga se almacena. Como óxido, por su parte, es un aislante muy eficaz, sólo una capa delgada se necesita para evitar la fuga entre las placas. Como beneficio adicional, el óxido se pueden reparar, se reforma rápidamente para tapar cualquier filtración que permita el paso de la corriente.

Es una fortuna, entonces, que el Servicio Geológico de EE.UU. considere que el tantalio es abundante, con depósitos conocidos que cubren las necesidades proyectadas. De hecho, durante la reciente desaceleración económica mundial, varias minas fueron cerradas temporalmente ya que la demanda cayó.


Tecnecio
Metal de transición
Número atómico: 43
Se utiliza en: imagen médica
Calificación de importancia en DoE: sin clasificar

El tecnecio es extremadamente raro. Hasta 1937, era sólo un agujero en la tabla periódica. Cuando el elemento 43 fue finalmente aislado, era un expediente en el entonces innovador sistema de síntesis que modificaba la minería en la Tierra.

Esto se debe a que el tecnecio, aunque presente en minerales de uranio en la corteza terrestre, se desmorona rápidamente a través de la desintegración radiactiva.  Una de las formas del elemento, el isómero tecnecio-99m, tiene una vida media de sólo 6 horas - tiempo suficiente para que al ser inyectado en un paciente y proyectado con la luz sea de ayuda en la médicina, pero a la vez es lo suficientemente corto como para minimizar la exposición a radiaciones.

A nivel mundial, alrededor de 30 millones de procedimientos médicos con tecnecio se realizan cada año. Sin embargo, dos nuevos reactores canadienses que iban a asegurar el suministro de tecnecio y otros isótopos médicos han suspendido su actividad. Por lo tanto, preguntarse si estos procedimientos pueden continuar en la misma proporción.

Indio

Posterior a los metales de transición
Número atómico: 49
Se utiliza en: pantallas táctiles, celdas solares
Calificación de importancia en DoE: crítica

Pasamos mucho tiempo conviviendo con indio, pero rara vez lo vemos. La aleación de óxido de indio y estaño (ITO) posee la rara combinación de ser a la vez conductor de la electricidad y ópticamente transparente. Eso lo hace esencial en pantallas plana y televisores, donde se forma la imagen a través de electrodos que controlan cada pixel. Una capa de ITO en la pantalla de un teléfono inteligente ofrece conductividad y al mismo tiempo sensibilidad, lo que permite que el dispositivo detecte los gestos y movimientos.

Cuando se mezcla con otros metales, el indio pierde su transparencia y en su lugar se convierte en un colector de luz. Junto a las celdas de cadmio (ver arriba), las deldas solares están hechas de cobre, indio y selenio, a veces con un poco de galio, empezando a desafiar la preeminencia del silicio.

El Departamento de Energía de EE.UU. pone en "crítico" la alarma sobre el suministro de indio para los próximos cinco años, pero reducirá el número a "casi crítico" para el período 2015 a 2025 a medida que se mejore la exracción del elemento indio o se desarrollen tecnologías libres tales como los polímeros conductores o nanocables. Aún así, sin expansión de la producción después de 2015, el Departamento de Energía dice que la reducción de "la demanda de energía no limpia" será necesario "para evitar la escasez y alzas de precios". En otras palabras, se tendra que elegir entre teléfonos inteligentes o celdas solares.

Disprosio

Elementos de tierras raras
Número atómico: 66
Se utiliza en:  imanes de alta temperatura
Calificación de importancia en DoE: crítica

Como el neodimio, el disprosio es muy apreciado por sus propiedades magnéticas - no menos importantes, cuando se mezcla con terbio y el hierro para formar la aleación Terfenol D. Se tiene la capacidad sin par de cambiar de forma en respuesta a un campo magnético.

Este "magnetostrictivo" la propiedad ha llevado a algunos de sus usos. La Marina de EE.UU. ha utilizado Terfenol-D para desarrollar un transductor avanzado sonar activo, produciendo y recogiendo de alta potencia de "pings" bajo el agua.

Sin embargo, soporta el calor. Imanes a partir de aleaciones puras de neodimio-hierro-boro pierden sus propiedades magnéticas a temperaturas superiores a 300 ° C. La adición de una pequeña cantidad de disprosio, en torno al 5 por ciento en peso, resuelve el problema, por lo que el elemento es un componente vital en el alto rendimiento de los imanes que proporciona un sinnúmero de tecnologías en discos duros.

De acuerdo con el Departamento de Energía de EE.UU., la amplia gama de sus usos actuales y previstos, junto con la falta del adecuado reemplazo de inmediato, hace que disprosio sea uno de los elementos individuales más importante para las nuevas tecnologías de energía limpia. China es el único país con importantes yacimientos conocidos, con la apertura de nuevas minas en Australia y Canadá que contiene pequeñas cantidades del elemento en sus minerales de tierras raras. Incluso el Departamento de Energía de EE.UU. en sus proyecciones más conservadoras predicen un déficit de disprosio antes del 2015.


Lantano y cerio

Elementos de tierras raras
Números atómicos: 57, 58
Se utiliza en: Baterías
Calificación de importancia en DoE: casi crítica, casi crítica

Cuando se trata de las baterías, el litio es el verdadero Olimpo. Las baterías de litio son insuperables en la densidad de energía y dominan el mercado de computadoras portátiles, teléfonos celulares y otros dispositivos.

Sin embargo, también es uno de los elementos más explosivos más explosivos: el fabricante de computadoras Dell recuerda cuando cuatro millones de baterías de portátiles de litio en 2006 podían podría estallar si se sobrecalentaban. Este riesgo hace inadecuados su uso en vehículos eléctricos híbridos y eléctricos, dejando el mercado a los menos propensos a explosiones como es el  hidruro de níquel en baterías.

Aquí es donde lantano y cerio se consideran como los principales componentes de un mezcla de elementos de tierras raras que constituyen el electrodo negativo de la batería de níquel. La creciente demanda de coches eléctricos, y las funciones de los elementos "subsidiarios en bombillas de bajo consumo de luz, dan un  lugar a corto plazo del lantano y cerio por parte del Departamento de Energía de EE.UU. en la lista casi crítico  de tecnologías verdes, una posición que también asumió en litio en a medio plazo.

Mientras tanto, una mezcla no es totalmente inerte. Esta propiedad se ha visto que esta siendo ampliamente adoptado como elemento de ignición en los encendedores de cigarrillos.

Europio, terbio e itrio
Elementos de tierras raras
Números atómicos: 63, 65, 39
Se utiliza en: iluminación eficiente
Calificación de importancia en DoE: crítica, crítica, crítica

Europio y terbio han sido durante mucho tiempo un entretenimiento doble: sus propiedades fosforescentes - terbio en amarillo-verde y europio en azul y rojo - ayudan a producir las imágenes en las pantallas de la mayoría de los televisores. La tierra rara, el itrio juega un papel silencioso pero fundamental de apoyo, participando en la liberación de iones del europio.

Estas cualidades han asegurado recientemente que el olorido del dúo europio terbio favorezca también el ahorro de energía en bombillas compactas de luz fluorescente. Estas bombillas estimulan el vapor de mercurio emitiendo luz ultravioleta, que luego es absorbido por los materiales de recubrimiento fosforescente su interior para producir frecuencias de luz visible. Una queja acerca de las primeras versiones fue que no producían la misma luz cálida que las bombillas de tungsteno incandescente las cuales sustituyen - un problema resuelto por el cambio del revestimiento con la mezcla correcta de terbio y europio.

La próxima generación de iluminación de bajo consumo, basada en LEDs, podría relegar el papel del europio: la adición de iones de europio a un LED azul vuelve parte de su color amarillo claro, dando una salida de blanco en general. Eso podría liberar el terbio a llevar a cabo sus propios proyectos, como es sustituir el disprosio en la fabricación de imanes permanentes de alta temperatura.

Todo depende de garantizar el suministro adicional. De acuerdo con el DoE, el europio podrían ser escaso en el 2015 y el terbio incluso antes. De itrio ya hemos llegado a hora de la verdad: la demanda superó la oferta en 2010.

Referencia:

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