La bomba física

70º 53’ Nord, 122º 45’ Oest. La vida a l’Amundsen es divideix en períodes de 6 setmanes anomenats, per una raó que encara ningú no ha estat capaç d’aclarir-me, legs. Dijous vinent s’acaba la leg 9 i la majoria de científics a bord (uns 40), així com la majoria de la tripulació (uns 30), abandonen el vaixell i són substituïts. La majoria dels científics amb els quals he conviscut durant aquesta darrera meitat de la leg 9 es dediquen, fonamentalment, a estudiar la part biològica de l’Àrtic. En aquests moments, a l’Amundsen, es poden comptar amb els dits d’una mà els científics que n’estudien la part purament física. Una d’aquestes persones és la Sílvia, una argentina nòmada que actualment està acabant el seu doctorat sobre oceanografia física a la Universitat de Miami.

La Sílvia està interessada a mesurar i modelitzar el flux de CO₂ des de l’aire de l’atmosfera fins a l’aigua de l’Oceà Àrtic, considerant només la part física del problema És a dir, pretén mesurar la quantitat de CO₂ que l’aigua absorbeix de l’aire i estudiar de quines variables físiques depèn aquesta quantitat, sense tenir en compte el CO₂ absorbit pel fitoplàncton. Això és el que s’anomena bomba física de CO₂. Per aconseguir-ho, la Sílvia utilitza tres dispositius: un aparell que mesura la quantitat de CO₂ a l’aire, una torre amb una estació meteorològica situada a la proa del vaixell que recull les dades de temperatura, pressió, humitat i velocitat del vent, i un aparell anomenat LAWAS que, mitjançant una sèrie de raigs làser, mesura el pendent de les onades, és a dir, la forma de la superfície de l’aigua.



L’objectiu final de totes aquestes mesures, com el de la major part de la ciència que es fa a l’Amundsen, és elaborar un model que tingui capacitat de predicció, és a dir que, donades unes certes condicions, permeti calcular l’intercanvi de CO₂ aire-aigua que es pot esperar. Aconseguir aquest model no és difícil com sembla, sinó que ho és molt més. La gran quantitat de factors que intervenen en el procés es combina amb unes equacions matemàtiques endimoniades. És, d’alguna manera, com predir el temps a llarg termini. Per molt acurades que siguin les observacions i els models, les equacions matemàtiques necessàries per descriure el sistema contenen unes limitacions intrínseques molt difícils de resoldre. Actualment hi ha tres tipus de models per descriure el flux de CO₂ aire-aigua, basats, respectivament, en la velocitat del vent, la turbulència de l’aire i els pendents de les onades. La Sílvia espera aportar nova informació que permeti millorar aquests models, mesurant les aigües fredes que solca l’Amundsen perquè són precisament aquestes aigües les que tenen més capacitat d’absorbir gasos. I és així a causa de la seva baixa temperatura.



Per entendre per què l’aigua freda accepta més gas cal saber que la temperatura no és més que una mesura del moviment de les molècules d’un cos. Qualsevol objecte que es troba a més de -273ºC, la temperatura mínima temperatura possible, està format per molècules que vibren, més intensament com més alta és la temperatura. Per tant, en l’aigua freda, sense tenir en compte corrents ni onades, les molècules d’aigua es mouen, o vibren, més lentament que en l’aigua calenta. Quan una molècula de gas s’apropa a la superfície de l’aigua, li és més fàcil penetrar una paret de molècules que es mouen lentament que no pas una barrera de molècules movent-se frenèticament. És com si col·loquem unes quantes persones davant d’una porteria i fem que moguin els braços contínuament. Com més ràpidament els moguin, més difícil serà marcar un gol amb una pilota a la porteria.




Si aquests models funcionen correctament, es poden integrar en models més generals de circulació atmosfèrica que, al seu tomb, es poden integrar en models climàtics encara més generals. És a dir que, finalment, el que es pretén és determinar la contribució de la capacitat dels oceans per absorbir CO₂ en l’evolució del clima global. Una tasca interessant donat el nostre escenari d’augment de CO₂ atmosfèric, i, sens dubte, tant difícil com ambiciosa.

Continuar llegint...

Kirk i el tori-234 o la connexió Hemingway

71º 02’ Nord, 123º 18’ Oest. En Kirk és un apassionat de la radioactivitat. Fa més de trenta anys que, com un detectiu, segueix la pista a tota mena d’elements radioactius per les aigües fredes del planeta. És un veterà de l’Àrtic. Ha navegat en vaixells canadencs, americans i russos -en els quals fins i tot l’activitat científica ha de passar uns tràmits burocràtics kafkians-, sempre a la recerca dels seus estimats elements radioactius. La radioactivitat que busca en Kirk no prové de materials ultratòxics de color verd fluorescent ni de les centrals nuclears, sinó que és natural i molt més abundant del que pensem. La majoria de materials que ens envolten contenen elements radioactius: les parets de casa nostra, l’asfalt que trepitgem cada dia, moltes roques i fins i tot aliments que ingerim.

Que un element sigui radioactiu només vol dir que no és estable i que en un cert període de temps, més o menys llarg, emetrà energia i es transformarà en un element diferent. Aquesta energia pot ser emesa en forma de radiació, és a dir, llum (visible o no), o en forma de certs tipus de partícules microscòpiques. En això es basen, per exemple, els estudis que permeten determinar l’edat de certs objectes analitzant el seu contingut de carboni-14, un element radioactiu present a tots els éssers vius, inclosos nosaltres mateixos. Actualment, en Kirk està interessat en el tori-234, un element que prové de la desintegració de l’urani-238, i que té unes característiques molt peculiars. L’urani-238 es troba àmpliament distribuït per tot el planeta i és també present a l’aigua de mar, de manera que el tori-234, producte seu, també es troba a l’aigua dels mars i oceans. A l’aigua de mar, el tori-234 adopta una configuració que el fa elèctricament enganxós, especialment amb les partícules d’algunes centèsimes de mil·límetre que provenen d’éssers vius (plàncton, peixos i altres). De manera que si hi ha petites restes de matèria orgànica a l’aigua, el tori-234 s’hi enganxarà. I gràcies a la seva radioactivitat, el tori-234 és molt fàcil de detectar.

L’activitat d’en Kirk consisteix a mesurar la quantitat de tori-234 que s’enfonsa a l’aigua per calcular, finalment, quina quantitat de matèria orgànica s’està enfonsant. Això és important per avaluar la capacitat de la bomba biològica de carboni de l’Àrtic, és a dir, la capacitat de l’Oceà Àrtic per captar CO₂ de l’atmosfera i enviar-lo cap al fons del mar en forma de matèria orgànica morta. Alguns estudis ja senyalen que a l’Àrtic l’eficiència d’aquest mecanisme és força més alta que no pas a les aigües temperades i càlides del planeta. És a dir que a les aigües fredes de les zones polars és on es produeix la captació més important de carboni de l’atmosfera. En Kirk continua treballant per saber exactament com funciona aquesta bomba i quin és el seu potencial.

Diumenge passat a l’hora de sopar vaig coincidir a taula amb en Kirk. El sopar dels diumenges és especial, hi ha un menú selecte -en aquest cas a base de magret d’ànec fumat i enfilalls de rap i llagostins- tothom vesteix amb certa elegància i és permès de beure vi -una ampolla entre dues persones com a màxim. Per gaudir de la vetllada vaig seleccionar un reserva de cabernet sauvignon xilè per compartir amb la Lucy, l’altra periodista a bord. Compartir una ampolla de vi amb la Lucy significa que ella en beurà, a tot estirar, mitja copa. L’atzar va voler, a més, que la persona que havia de compartir el vi amb en Kirk no es presentés a causa d’un brot sobtat de febre. Així que en Kirk i jo vam anar tirant del meu cabernet xilè i del seu syrah australià fins que ens vam quedar sols a la taula amb l’assortit de formatges final.

La conversa va volar des dels millors restaurants de Nova York fins al Bulli, on en Kirk va vibrar amb els aires aromatitzats i la resta de filigranes d’Adrià. En algun moment, com no podia ser d’altra manera, vam deturar-nos a l’Àrtic, aquesta terra feréstega i encisadora, a les històries dels primers exploradors i a la literatura èpica que havien generat, i vam derivar cap a la literatura de personatges en perill, cada acte dels quals està estrictament lligat a la seva supervivència, i, en aquest context, no va trigar gaire a aparèixer la prosa límpida de Hemingway. Per sobre de l’hule blavós de les taules del menjador, els ulls d’en Kirk brillaven mentre m’explicava que el seu pare havia estat a la Segona Guerra Mundial i que, durant mesos, havia estat el proveïdor de tabac i whisky de Hemingway. I vam brindar per Hemingway i per tots els vells i tots els mars, i perquè el Sol també sortia, i per la sirena de l’Amundsen, que tampoc no sabíem per a qui tocava, i, més tard, quan em dirigia a la meva cabina mentre el Sol de mitjanit entrava de biaix per les finestres de l’Amundsen, em vaig sentir absurdament commogut per trobar-me a només dues persones d’algú que es va etzibar un tret al cap fa gairebé mig segle, després de passar-se una tota una vida buscant, i trobant, combinacions enlluernants de paraules amb què descriure el coratge humà.

Continuar llegint...

Dolç i salat II

71º 42’ Nord, 126º 29’ Oest. Si afegim sal a l’aigua, el procés anterior canvia radicalment. Fins arribar als 4ºC, el procés de refredament de l’aigua marina és semblant al de l’aigua dolça. Per sota d’aquesta temperatura, però, la sal fa que l’aigua més freda segueixi sent més densa i mantingui la tendència a enfonsar-se per deixar pas a l’aigua menys freda de sota seu. De manera que en el cas de l’aigua de mar, la circulació no s’atura i els primers cristalls de gel es formen en moviment.

Aquests cristalls primerencs tenen forma de disc, mesuren entre 2 i 3 mil·límetres de diàmetre i com que són menys densos que l’aigua, com tot el gel, s’acumulen flotant a la superfície. Poc a poc, els cristalls es van unint i van formant una capa fina de gel transparent que, a mesura que augmenta de gruix, passa per tonalitats grisoses fins arribar al blanc. En aquests moments el gel té entre 10 i 15 centímetres de gruix. El seu color blanc, enlloc de transparent, és degut al fet que el gel s’ha format mentre l’aigua estava en moviment i els cristalls han cristal·litzat en direccions diferents, de manera que l’estructura irregular reflecteix gairebé tota la llum que els arriba.

Els inuit expliquen que en aquesta primera etapa de formació, la capa de gel que cobreix el mar, d’uns pocs centímetres de gruix, és increïblement flexible. Tant que es pot deformar seguint el moviment de les onades i, fins i tot, suportar el pes d’una persona sense trencar-se, tan sols ondulant-se com un llit elàstic. Ara bé, si es vol caminar per sobre d’aquest llit elàstic de gel, cal no parar de caminar. Una estada excessivament prolongada al mateix punt provocaria, degut al pes, una deformació cap avall massa gran que podria acabar trencant el gel.

Un cop formada aquesta primera capa, continua el procés de congelació per acumulació de gel a la seva part inferior. Aquest nou gel es forma més ordenadament, té una estructura més regular i pot assolir, en un hivern, fins a prop de dos metres de gruix. Per una sèrie de processos relacionats amb la sal, la superfície inferior d’aquest gel adopta una forma com de punxes dirigides cap a avall, d’uns quants centímetres de longitud, que s’anomenen dits. Aquesta estructura és fonamental perquè serveix de refugi a molts animals, petits, que sense ella serien devorats totalment pels seus depredadors. A més, és aquí on s’acumulen les algues que tant interessen a alguns dels científics de l’Amundsen, aquelles algues que són les primeres que reben la llum del Sol quan el gel es comença a fondre durant la primavera i que representen, per tant, el primer signe d’activitat de la cadena alimentària.

Una altra característica curiosa del gel marí és que durant la formació dels cristalls, la sal no té cabuda en la seva estructura i és expulsada fora del gel. Una part d’aquesta sal s’acumula en menudes cavitats i esquerdes que es formen en l’estructura del gel i la resta va a parar a l’aigua. Per tant, el gel marí no és salat, a no ser que, en tastar-lo, es topi amb una d’aquestes bosses de sal. D’aquesta manera, l’aigua immediatament inferior al gel és molt més salada que la resta. I aquest és un dels paràmetres que més interessa als científics que estudien els animals que es refugien en aquesta zona i les algues que s’hi formen, perquè es tracta d’una zona amb condicions realment peculiars, ben diferents de la resta d’aigua.

Si a la formació de gel en aigua salada, afegim ara onades, el procés canvia notablement. Però això és ja una altra història.

Continuar llegint...

Dolç i salat I

71º 42’ Nord, 126º 29’ Oest. Quan ens imaginem un lloc fred de veritat sempre veiem neu o gel, generalment de color blanc, independentment de si visualitzem terra ferma, un llac o el mar. Però la realitat és ben diferent. D’ambients freds amb gel i neu n’hi ha de molt diferents. El gel que es forma en un llac i el gel que es forma al mar només tenen en comú que estan formats per àtoms d’hidrogen i d’oxigen, és a dir, aigua. Pel que fa a la resta, no tenen res a veure. La sal i les condicions variables del mar fan la diferència.

L’aigua és el líquid més important que coneixem, cobreix gairebé tres quartes parts del planeta i és part fonamental de tots els éssers vius, arribant en alguns casos a representar fins el 90% de la massa d’alguns organismes. Però és un líquid ben estrany, comparat amb la resta. Quan arriba l’hivern a l’alta muntanya, l’aire és el primer que es refreda, de manera que l’aigua dels llacs es refreda gràcies al contacte amb l’aire a través de la seva superfície. A mesura que l’aigua de la superfície del llac es va refredant, es torna més densa i s’enfonsa, cedint el seu lloc a l’aigua més càlida de baix. Aquesta nova aigua també es refredarà per contacte amb l’aire, s’enfonsarà i serà substituïda per aigua inferior no tan freda. I és amb aquest esquema de circulació que la temperatura de l’aigua del llac va baixant. Fins aquí, res estrany, això és el que passaria amb qualsevol altre líquid.

Quan la temperatura de l’aigua arriba a 4ºC, però, tot canvia de sobte. Per sota d’aquesta temperatura, l’aigua que es refreda no augmenta de densitat sinó tot el contrari, esdevé més lleugera i, per tant, s’acumula a la superfície. Així que per sota dels 4ºC, s’acaba la circulació i l’aigua s’estratifica, de manera que l’aigua més freda és sempre la que està en contacte amb la superfície. I aquesta capa superficial d’aigua és la que se seguirà refredant gràcies al contacte amb l’aire fins arribar als 0ºC i glaçar-se. Com que el glaç es forma en condicions de calma i d’aigua estratificada, ho fa seguint una estructura microscòpica ordenada que li proporciona regularitat i transparència, de manera que la seva aparença és semblant a la del vidre. És gràcies a aquesta propietat tan curiosa, que es manifesta per sota dels 4ºC, que l’aigua dels llacs sota la capa de gel superficial es manté en estat líquid entre 0ºC i 4ºC i permet l’existència de peixos i altres éssers vius. I també gràcies a ella es pot gaudir del plaer de patinar sobre la superfície llisa d’un llac glaçat, cosa més aviat difícil de fer sobre les irregularitats del gel marí.

Continuar llegint...

Myriam

71º 17’ Nord, 127º 45’ Oest. La Myriam és de Rimouski, un poble d’uns 40.000 habitants situat a la riba del riu Saint Laurent, 450 quilòmetres al nord-est de la ciutat de Quebec. És esvelta, prima, té la pell fina i unes quantes pigues a les galtes. Els seus ulls, d’un blau una mica més clar que el mar, projecten una mirada brillant. La Myriam estaria a la part alta d’una classificació regida pels cànons actuals de bellesa. Les arracades que porta a les orelles, el nas i el llavi inferior amb prou feines aconsegueixen endurir el seu aspecte. Tampoc no ho fan els tatuatges que decoren els seus braços i cames, ni el ganivet que porta sempre penjat al cinturó. El que endureix el seu aspecte és, crec, el gran nombre de vaixells de càrrega on ha treballat, sempre en la posició laboral més rasa.

La Myriam acaba de fer 31 anys i li agrada la vida al mar. S’hi va dedicar perquè li permet viatjar i disposar de temps lliure, ja que de cada 12 setmanes se’n passa 6 a bord d’un vaixell i 6 de vacances. Va començar a navegar com a cadet en vaixells de càrrega, en alguns dels quals era la primera dona que hi treballava. Recorda aquesta època amb el sentiment reconfortant que proporciona la certesa de saber que forma ja part del passat. Però, admet, no va ser fàcil. Va haver d’aprendre a fer-se respectar i a suportar la solitud de no tenir cap amic a bord amb qui compartir els mals moments, que, en travesses d’uns quants mesos de durada, poden ser força freqüents.

A l’Amundsen, però, la situació és molt diferent. L’ambient científic, diu, és estimulant, i, a més, a la tripulació hi ha un nombre important de dones, com per exemple la capitana. A l’Amundsen la Myriam s’encarrega de les feines de coberta: mou grues, estira cordes, tanca comportes, recull material, arregla avaries i fa mil activitats més, la majoria amb grans requeriments de força física. I ho fa a la perfecció. No té cap interès a progressar laboralment. És feliç en aquesta situació i, tot i tenir parella estable, ell també mariner, no es planteja de moment allò d’establir-se i formar una família.

La vida al mar, però, té cops amagats. Fa uns anys va morir el seu pare i ella, embarcada, no va poder tornar a casa fins al cap d’unes setmanes, que se li van ser eternes i les més dures de la seva vida. En la resta de moments difícils, la Myriam en té prou, diu, amb desplaçar-se fins al seu punt preferit del vaixell, la part més posterior de la popa, al final de la coberta de l’helicòpter. És la superfície descoberta més gran del vaixell i també el punt en què menys se sent la remor del motor i més, el mar i el vent. I des d’aquest punt respira i admira a través del blau dels seus ulls lleugerament més clars que el mar la visceralitat amb què la natura es manifesta als fiords de l’Àrtic canadenc oriental. I això, diu, la consola de gairebé tots els mals.

Continuar llegint...

Un acudit que expliquen els inuit

Per quins membres estan formades les famílies inuit?


Per un pare, una mare, un fill, una filla i un antropòleg.

Continuar llegint...

Observant el gel

75º 03’ Nord, 125º 29’ Oest. Si et mires el gel des de lluny, sembla una massa blanquinosa i uniforme semblant a un desert. Quan t’hi acostes i el trepitges, però, comences a detectar-hi irregularitats, parts que reflecteixen menys la llum, plaques recents que semblen vidres gegants, zones cobertes d’aigua que amb algunes llums assoleixen un blau turquesa semblant al de les platges tropicals. Si, a més, agafes mostres de gel i les analitzes i n’estudies els components i proves d’entendre el seu paper en l’ecosistema àrtic, la seva riquesa et pot desbordar.

Perquè, per començar, no tot el gel és igual. Hi ha gel anual que es forma durant l’hivern i es fon a l’estiu. És de color blanc i acostuma a formar àrees baixes i planes de no gaire gruix. El gel multianual, en canvi, no es fon sinó que es va acumulant hivern rere hivern. Es tracta d’un gel més dens que l’anual, d’un color turquesa clar, que pot formar estructures de diversos metres d’altura que el vent esculpeix a l’atzar amb formes sorprenents. La primera funció del gel és la de refugi. La supervivència de les cries del peix que representa el 90% de tot el peix de l’Àrtic, el bacallà àrtic (Boreogadus saida), per exemple, depèn directament de la protecció que troben sota el gel. Sense gel, nedarien a la deriva i serien engolides amb facilitat per animals més grans, cosa que posaria en dubte la viabilitat de l’espècie. El bacallà àrtic té un valor gastronòmic força pobre, però representa la connexió principal entre el zooplàncton i els nivells superiors de la cadena alimentària de l’Àrtic.



En segon lloc, al gel hi ha coses. Per això, quan hi desembarquem, l’activitat de l’equip de l’Amundsen especialitzat en el gel és frenètica. Primer cal carregar les capses i les eines, que no són precisament lleugeres, fins al punt de mostreig. Un cop allà, comença la perforació. Amb les eines i màquines perforadores, els científics obtenen unes mostres de gel cilíndriques, algunes de les quals es preserven completament, mentre altres són tallades a rodanxes més petites allà mateix. Aquestes mostres de gel són interessants per diverses raons. Una part de l’equip està interessada a analitzar-ne la composició química, per detectar la presència de contaminants com el mercuri o altres metalls. Altres volen estudiar l’activitat de les comunitats d’algues que habiten el gel, i que són les primeres en activar-se després dels mesos foscos de l’hivern, perquè la seva situació al gel els permet rebre els primers raigs de Sol, abans que el fitoplàncton de l’aigua. Darrerament, a més, s’ha observat que aquestes algues produeixen uns carbohidrats anomenats EPS (substàncies exopolimèriques), la finalitat dels quals és encara desconeguda. Un cop perforat el gel, també s’agafen mostres de l’aigua que hi ha just a sota, amb la qual es duran a terme les mateixes anàlisis.





Però, és clar, tot això no es pot fer sobre el gel. Per tant, cal carregar les mostres de gel a les capses i tornar-les a l’Amundsen. Allà, totes aquestes mostres s’emmagatzemen al laboratori de gel, un contenidor a la popa del vaixell que es manté a una temperatura de -25ºC. I per si això no fos prou, l’Amundsen disposa encara de diversos congeladors capaços de mantenir la temperatura a -80ºC.

Continuar llegint...