¿La furia de la naturaleza?

09/09/2017 0 comentarios
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Vivimos días aciagos en este verano del hemisferio norte de 2017. Cuatro huracanes de intensidad moderada a alta han azotado el Caribe. Un terremoto de magnitud 8,2 sacude mortalmente la costa oeste de México. Y como si esto fuera poco, las más grandes erupciones solares en 20 años explotan en la atmósfera de nuestra estrella poniendo en peligro las comunicaciones en la Tierra. Todo parece un castigo "divino", una retaliación de la "naturaleza" por nuestro comportamiento desequilibrado.  Pero ¿realmente lo es?

Tres eventos devastadores en una misma semana.  ¿Signos de un castigo divino o natural o una demostración justamente de la ausencia de una fuerza natural vengativa?Los meses de agosto y septiembre de 2017 han estado moviditos en términos de la frecuencia e intensidad de desastres naturales de proporciones planetarias; unos muy reales y otros que apenas ocurrieron en potencia.

3 devastadores fenómenos planetarios diferentes coincidieron en el lapso de apenas una semana: un gigantesco y poderoso huracán (el huracán Irma), un intenso sismo superficial (el sismo de magnitud 8,2 afuera de la costa suroeste de México) y una poderosa erupción solar (proveniente de la región activa AR2673).

Como es natural muchos humanos han encontrado en esta curiosa coincidencia temporal, un patrón. Un mensaje de la divinidad o de la naturaleza que nos advierte de que nuestro comportamiento desequilibrado podría tener serias consecuencias en nuestra supervivencia como especie.

Afortunadamente (o desafortunadamente para algunos) no existe tal patrón. La coincidencia de estos tres eventos es fruto exclusivamente del azar. Simplemente hemos estado de malas en estas últimas semanas.  

"Pero ¿cómo lo puede saber usted, un humano pequeñito que poco o nada entiende las 'fuerzas ocultas' de la naturaleza?".

En realidad, para ser estrictos, no lo sé a ciencia cierta. Pero de algo sí estoy seguro: si nos atenemos a las reglas más elementales de la razón y usamos lo poco que sabemos (y que sabemos bien) sobre las leyes de la naturaleza, la coincidencia temporal de eventos catastróficos no es prueba de la existencia de una fuerza oculta, la furia de la naturaleza. Al contrario, es una demostración fehaciente de la ausencia de una "intención" o de un patrón en esos mismos desastres.

Déjenme argumentarlo en detalle.

La energía no es inagotable

Imagen del gigantesco y poderoso huracán Irma que abatió el norte del Caribe en los primeros días de septiembre de 2017. La energía para un fenómeno como este viene exclusivamente de la luz solar que cae sobre el océano Atlántico en el verano. Crédito: NOAA

Comencemos con lo más obvio (pero lamentablemente lo menos conocido por la mayoría): las razones científicas.

Todo evento o fenómeno tiene una causa natural. El evento puede producirse a través de una relación simple de causa-efecto. Así, por ejemplo, el calor hace que el aire húmedo se eleve y al hacerlo el aire se enfría y se forma una nube.

También puede ser que el evento se produzca a través de una sucesión mucho más compleja de efectos. Así, por ejemplo, ver una Manzana hace que yo piense en Newton. No hay nada mágico en esta última conexión; es solo que las relaciones existentes entre los eventos en mi cerebro son más complejas que las que hacen que se formen las nubes.

Incluso los eventos que en el pasado nos parecían producto de la acción de seres invisibles y caprichosos han resultado ser productos de fenómenos naturales, fenómenos comprensibles a través de una sucesión (compleja o no) de causas y efectos (los rayos, las auroras, la felicidad, etc.)

Dos eventos pueden considerarse relacionados, muy a pesar de que sean completamente diferentes, si las causas que los producen están relacionadas también o son las mismas.

Así, por ejemplo, el agua de las playas puede retirarse justo en las horas que preceden la llegada de los vientos devastadores de un huracán. Los fenómenos son completamente diferentes (el agua se aleja de la playa, la atmósfera se mueve a gran velocidad), pero la causa es la misma: una disminución en la presión de la atmósfera debida a la evaporación masiva del agua cerca a la superficie del océano.

Es cierto que pueden haber causas ocultas que conectan fenómenos aparentemente no relacionados. En el pasado, por ejemplo, se vieron luces en el cielo en coincidencia con la ocurrencia de sismos de gran magnitud (luces que se vieron también durante el sismo de México). Dos eventos aparentemente sin causas comunes.

Investigaciones recientes han mostrado, sin embargo, que las causas de ambos fenómenos son las mismas: fuerzas en la roca capaces por un lado de mover grandes masas de la corteza (y producir el sismo) y por otro de producir fenómenos electromagnéticos que se manifiestan en el aire con un despliegue luminoso.

¿Pueden un sismo y un huracán tener causas comunes? Lo que sabemos hoy sobre ambos fenómenos indica que no. Algunos, sin embargo, podrían argumentar que, como ha sucedido en el pasado, tal vez es posible que existan causas ocultas, causas que desconocemos y que podrían conectarlos. Este argumento sin embargo nos lleva a considerar otro aspecto fundamental del problema.

Detrás de todo evento devastador hay inmensas cantidades de energía involucradas. Un huracán no es otra cosa que la conversión de energía solar en energía cinética de los vientos. Una tormenta solar es la conversión de inmensas cantidades de energía magnética en energía luminosa y movimiento de plasma. En un sismo, fuerzas electromagnéticas microscópicas (presión) atrapadas en billones de toneladas de roca se convierten súbitamente en energía de movimiento que viaja (ondas sísmicas).

Hoy sabemos bastante bien que la energía no es un recurso inagotable. Por muy grande que sea un huracán, nunca será más grande de lo que permite la energía solar que lo alimenta. Una erupción solar tampoco podría "partir en dos" al Sol: no hay suficiente energía dentro de él para hacerlo (¡ni siquiera en potencia!). Por muy ambiciosas que sean nuestras ensoñaciones literarias o muy poderosas que sean nuestras divinidades, no hay suficiente energía en todo el sistema solar para destruir el Sol, ni hay suficiente energía solar en el Atlántico para producir un huracán del tamaño de Norteamérica; tampoco hay suficiente energía en la corteza terrestre para partir la Tierra en dos (como vemos en las películas).

Si dos eventos (un huracán y un terremoto o un terremoto y una tormenta solar) tienen causas comunes ocultas o que desconocemos, incluso en nuestra ignorancia, podemos afirmar sin lugar a dudas que para que los dos eventos se produzcan, debe existir por lo menos suficiente energía en su misteriosa causa común.

Hagamos cuentas entonces.

La energía necesaria para producir un sismo se mide en términos del cambio en la presión que sufren las rocas en el momento del temblor. El cambio en la presión en un sismo grande como el que sufrió México por estos días puede ser el equivalente (y hasta más) a la presión que ejerce toda la atmósfera ("1 atmósfera" dicen los científicos).

La energía de un sismo proviene de fuerzas tectónicas a decenas a centenares de kilómetros de profundidad.  Crédito: ahora noticias.

Así, si alguien o algo quiere producir un sismo gigante, deberá ejercer sobre rocas enterradas a decenas de kilómetros bajo la superficie una fuerza de aproximadamente 10 toneladas por metro cuadrado, y hacerlo por centenares de kilómetros cuadrados (para lograr que se produzca el sacudón que observamos).

Supongamos que existe un fenómeno común (misterioso) capaz de producir un sismo y un huracán al mismo tiempo. ¿Puede el fenómeno producir las fuerzas (y por tanto la energía) necesaria para ambos eventos? La respuesta obvia es no y la razón es simple: si bien en ambos casos (el sismo y el huracán) la magnitud de las fuerzas es similar (1 atmósfera) los lugares en los que se tienen que concentrar estas fuerzas son muy diferentes.

En el caso del huracán las fuerzas se concentran en el aire a decenas o miles de kilómetros del lugar del terremoto. Las fuerzas tectónicas (y por lo tanto la energía interna) de la Tierra son enormes, pero se concentran en la corteza terrestre. La energía solar concentrada en el agua caliente es inmensa, pero se concentra en la superficie y en la atmósfera. No hay fuente de energía capaz de producir los dos eventos al mismo tiempo.

Tormentas solares, huracanes y sismos

En el caso de las tormentas solares y su posible conexión con otros eventos catastróficos en la Tierra, las cosas son más sencillas de explicar.

Si bien una erupción solar es increíblemente energética (en la que se produjo en días recientes se generó en menos de un segundo el equivalente a la energía de 1 millón de bombas de hidrógeno), la energía de la erupción está increíblemente concentrada en la superficie solar y la que emerge de ella se diluye en el espacio interplanetario (para nuestra suerte).

La doble fulguración de septiembre 5 de 2017 que ocurrió durante los días del devastador huracán Irma y días antes del sismo de magnitud 8,2 en la costa suroestre de México.  Crédito: NASA/SDO

Como resultado la cantidad de energía en forma de rayos X y luz UV que le toca a la Tierra de un evento como estos es miserable comparado con la energía que llega de forma normal en la aparentemente inofensiva luz visible y luz infrarroja.

Así, por ejemplo por cada metro cuadrado de mar Caribe llegaron desde la erupción solar del pasado 5 de septiembre un total de 1 mcal (milicaloría) de energía. ¿La notaron? En contraposición, a cada metro cuadrado del Atlántico tropical, donde nacieron los huracanes Irma y José (los dos huracanes gigantes de la temporada), llegan CADA SEGUNDO 250 calorías de luz visible y luz infrarroja (esa es la energía que alimenta los huracanes).

De modo que aun admitiendo la existencia de una causa oculta, desconocida para la ciencia, no hay suficiente energía proveniente de una erupción solar para evaporar el agua necesaria para formar una sola nubecita, mucho menos para participar en la formación de un huracán.

Pero ¿podrían las erupciones solares producir sismos?

En coincidencia con las erupciones solares se producen casi siempre emisiones masivas de plasma que viajan por el espacio interplanetario hasta "golpear" a los planetas. Los astrónomos solares las llamas "eyecciones de masa coronal" (CME). Sin embargo, por enormes y rápidas que sean estos "eruptos" solares, al llegar a la Tierra, incluso si llegan concentradas, golpean el campo magnético de nuestro planeta y eventualmente la atmósfera con presiones (y por tanto energías) muy pequeñas. Así, por ejemplo, la presión producida por una CME (incluso la más dañina), al llegar a la Tierra es de apenas 0,000000000000001 atmósferas.

Imágenes de la CME que se produjo después de la erupción solar del pasado 5 de septiembre.  Crédito: NASA/ESA

Si ni siquiera la presión y energía en la atmósfera (que es miles de billones de veces mayor que una CME) es capaz de competir con la presión de los movimientos tectónicos a decenas o centenares de kilómetros de la superficie, ¿qué podremos esperar de los efectos de una tormenta solar sobre la corteza terrestre?

Debo aclarar que los números anteriores, que muestran la supuesta pequeñez de los efectos que las erupciones solares tienen sobre la Tierra, no son tampoco para que nos quedemos tranquilos. Por ejemplo, a pesar de que la presión de una CME no es capaz de mover ni una brizna de aire, esa pequeñísima presión actuando sobre el invisible campo magnético de la Tierra es suficiente para crear apagones globales. ¡No se confíe! De la misma manera aunque esa milicaloría de las erupciones no evapora ni una gota de agua, es capaz de ionizar la alta atmósfera dejando a la Tierra en una desastrosa oscuridad radial.

La estadística al rescate

Si los argumentos anteriores no lo han convencido todavía y sigue pensando que podrían existir misteriosas fuentes de energía que desconocemos (la furia de la naturaleza o alguna divinidad) y que podrían producir muchos desastres consecutivos como lo hemos visto en estos días, espero que el siguiente argumento, que apela solo a la razón (en la forma de matemáticas o estadística para ser exacto), ayude un poco.

Imagine que trabaja en una línea de atención al cliente de alguna multinacional. Llamadas de todos los rincones del planeta arriban a la línea en promedio cada hora (su empresa no es necesariamente muy exitosa).

Las causas que hacen que un cliente en Francia llame a la línea son completamente diferentes de las que hacen que un cliente en Colombia lo haga. Decimos que las llamadas de sus clientes son eventos completamente independientes (desconectadas causalmente).

Para que no perdamos de vista el tema que nos motiva, en nuestra analogía la línea de atención al cliente es el equivalente de la Tierra y la humanidad que "espera" la llegada de eventos catastróficos; las llamadas de los clientes son el equivalente a esas catástrofes.

¿Cuál es la probabilidad (en la línea de atención al cliente y en la Tierra) de que una vez entra una llamada de un cliente (una vez ocurre un evento catastrófico), la siguiente llamada (el siguiente evento catastrófico) se produzca 10 minutos después? ¿1 hora después? ¿3 hora después?

El sentido común diría que la probabilidad de que la siguiente llamada se produzca después de 10 minutos es mucho menor de que se produzca 1 hora después (al fin y al cabo el tiempo promedio entre llamadas es ese, 1 hora).

Pero no es así.

En realidad, cuanto más pequeño es el tiempo, mayor es la probabilidad de que se produzca una llamada nueva, independientemente del tiempo promedio entre llamadas. Y esto solo es cierto si las llamadas son independientes entre sí. La razón de esto no es fácil de explicar aquí, pero basta con decir que no se trata de nada sofisticado desde el punto de vista científico; es tan solo una sucesión de razonamientos matemáticos.

Para demostrarlo, en la figura de abajo muestro el tiempo transcurrido entre temblores de Tierra intensos (de magnitud mayor a 5) en Colombia. Cada sismo es independiente de los demás y ocurre en lugares lejanos de Colombia (como las llamadas a la línea de atención al cliente o las catástrofes no relacionadas en la Tierra).

Distribución del tiempo entre sismos de magnitud mayor a 5 en Colombia.  Noten que si bien los sismos intensos se producen cada 100 horas (aproximadamente 5 días), la probabilidad de que una vez un sismo de magnitud 5 ocurre, el siguiente sismo se produzca dentro de las siguientes horas es casi 4 veces mayor de que el sismo se produzca 5 días después (el promedio entre sismos).  Figura generada con datos de la Red Sismológica de Colombia

Imagine ahora que una banda internacional de hackers decide atacar su empresa con llamadas que solicitan el reembolso por algún servicio. El objetivo es dejarlo ilíquido. Para ello se ponen de acuerdo para que al menos una persona en algún lugar del mundo llame cada hora. Pero usted no lo sabe.

En estas nuevas condiciones ¿cuál es la probabilidad de que una vez recibida una llamada, la siguiente se reciba después de 10 minutos, 1 hora, 1 hora y media? Los hackers lo saben: la probabilidad de recibirla después de 10 minutos o 1 hora y media será 0 (se han puesto de acuerdo en llamar exactamente cada hora). En contraposición la probabilidad de recibirla cada hora será exactamente uno.

En conclusión si no hay una fuerza oculta (hackers o la furia de la naturaleza) detrás de las llamadas (los desastres naturales) y las causas de estos eventos son independientes, será más probable que las llamadas (los desastres) ocurran con poco tiempo entre ellos, independientemente de la frecuencia promedio con la que ocurren.

Si al contrario los eventos comienzan a ocurrir con una frecuencia bastante predecible, es fácil concluir que hay una causa común (hackers u otra cosa) responsable por estos eventos.

Pareidolia temporal y la furia de la naturaleza

De modo que ni por razones científicas, ni por razones eminentemente racionales (matemáticas) podemos decir que existe tal cosa como la "furia de la naturaleza".

Es cierto que nuestro planeta está sometido a la amenaza de eventos catastróficos; es cierto también que algunos de esos eventos (los huracanes por ejemplo) están alimentados por energía que no debería estar ahí y que los humanos ayudamos a atrapar (con nuestras emisiones de gases de invernadero). Pero no es cierto que eventos catastróficos independientes como sismos, atentados terroristas, tormentas solares, volcanes, estén confabulando para darnos una lección.

La ilusión de patrones temporales no es muy diferente de la ilusión de patrones espaciales que nos llevan a ver, por ejemplo, el rostro de personas en objetos en los que solo hay ruido.

Una tostada quemada produce regiones oscuras y claras de forma aleatoria.  El cerebro humano ve patrones espaciales en esas áreas quemadas de la misma manera que el tiempo entre catástrofes parece tener un patrón (la furia de la naturaleza o una maldición).  A este fenómeno se lo llama pareidolia.