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¿Cuándo descubrimos el aire?

¿Cuándo descubrimos el aire?



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Estoy seguro de que el hombre antiguo sabía del viento y de nuestra necesidad de respirar, pero ¿cuándo se hizo evidente el aire como un material distinto? Noto que los cuatro elementos clásicos son el agua, viento, fuego y tierra. Como no se conocieron otros gases hasta que los químicos reemplazaron a los alquimistas, ¿cuándo se conoció el aire como medio? ¿Newton sabía del aire?


Filón de Bizancio, escribió Pneumatica. Que incluía detalles de dispositivos operados por presión de aire. Lo sabían mucho antes que Newton. Parece ser una de las primeras fuentes para conocer las propiedades del aire con respecto a la combustión, enlace.

Pero si hablamos de elementos griegos clásicos, pensé que los cuatro elementos de Empédocles incluían el aire. Sin embargo, es "viento" en la idea babilónica del Enûma Eliš (siglos XVIII-XVI a. C.). Desafortunadamente, no estoy seguro de cuál es la diferencia entre el aire y el viento, y ya no tengo acceso a los papeles. Esto es lo que leería si lo hiciera.


Historia de la contaminación del aire

La investigación sobre el aire y la energía de la EPA está a la vanguardia de la investigación sobre la contaminación del aire para proteger la salud pública y el medio ambiente. La investigación proporciona la base científica para que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Los estados y las comunidades tomen decisiones para reducir y controlar de manera efectiva la contaminación del aire.

En octubre de 1948, Donora, Pensilvania, se vio envuelta en una neblina letal.

Durante cinco días, casi la mitad de los 14.000 residentes de la ciudad experimentaron problemas respiratorios o cardiovasculares graves. Le costaba respirar. El número de muertos se elevó a casi 40.

Fotos inquietantes muestran las calles de Donora escondidas bajo una gruesa manta de smog gris. Una bolsa de aire caliente había pasado por encima de la ciudad, atrapando aire más frío debajo y sellando los contaminantes.

Donora no era ajena a la contaminación. Las fundiciones de acero y zinc habían plagado de aire sucio la ciudad durante mucho tiempo. Pero la bolsa de aire dejó a los contaminantes sin una ruta de escape. Se sentaron a cocinar en las calles, donde los residentes los respiraron en dosis letales.

La situación en Donora era extrema, pero reflejaba una tendencia. La contaminación del aire se había convertido en una dura consecuencia del crecimiento industrial en todo el país y el mundo.

Crisis como la de Donora fueron ampliamente publicitadas, la gente se dio cuenta y comenzó a actuar.

Los científicos comenzaron a investigar el vínculo entre la contaminación del aire y la salud. Los estados comenzaron a aprobar leyes para reducir la contaminación del aire. Y en 1970, un año histórico, el Congreso aprobó las Enmiendas a la Ley de Aire Limpio que llevaron al establecimiento de los estándares de calidad del aire de la nación.

Hoy en día, los encargados de formular políticas y los administradores de la calidad del aire confían en la ciencia de vanguardia para establecer regulaciones y tomar decisiones de gestión para reducir y controlar la contaminación del aire con enfoques rentables.

La Investigación de Aire y Energía de la EPA lleva a cabo una gran cantidad de esta investigación, produciendo hallazgos y desarrollando tecnología vital para nuestra comprensión de la contaminación del aire. Para los contaminantes más comunes, los científicos de la EPA compilan y sintetizan la investigación cada cinco años para evaluar la idoneidad de las regulaciones del aire.

La EPA busca identificar sustancias químicas específicas, así como fuentes específicas (como automóviles, camiones y plantas de energía) que pueden afectar la calidad del aire. Uno de los principales objetivos es identificar las fuentes más responsables de los riesgos para la salud.

Por ejemplo, los estudios de la EPA han demostrado que las partículas diminutas que se liberan cuando se queman gas, petróleo y otros combustibles fósiles dañan los sistemas respiratorio y cardiovascular. Ahora sabemos que estas partículas son especialmente dañinas para las poblaciones más vulnerables: los jóvenes, los adultos mayores y aquellos con condiciones de salud preexistentes.

El programa de investigación proporciona un enfoque innovador e interdisciplinario del problema de la contaminación del aire. Los científicos, ingenieros y médicos de la EPA de renombre trabajan juntos y se asocian con expertos científicos en los Estados Unidos y en todo el mundo para abordar los muchos desafíos de la gestión de la calidad del aire.


¿Cuándo descubrimos el aire? - Historia

`` La sustancia del pulmón es dilatable y extensible como la yesca hecha de un hongo. Pero es esponjoso y si lo presionas cede a la fuerza que lo comprime, y si se quita la fuerza, aumenta nuevamente a su tamaño original. '' - Leonardo da Vinci, finales del siglo XV.

Las primeras descripciones de los pulmones enfatizaron su importancia como agentes refrescantes que mantenían el equilibrio del cuerpo humano contrarrestando el temperamento caliente del corazón. También entendieron que la respiración se producía en los pulmones, en esencia, que los pulmones actuaban como un par de fuelles que encienden y enfrían un horno. La descripción de Galeno, por ejemplo, del pulmón enfatizó que `` tiene todas las propiedades que facilitan la evacuación, ya que es muy suave y cálido y se mantiene en constante movimiento ''. Además, especificó la función de los pulmones en relación con el movimiento de los pulmones. sangre de la siguiente manera: `` Sangre que pasa a través de los pulmones absorbida del aire inhalado, la cualidad del calor, que luego lleva al corazón izquierdo ''. De tales pasajes, podemos ver que la idea de la respiración fue influenciada principalmente por las teorías humorales de el cuerpo.

Los médicos medievales continuaron fascinados por la anatomía inusual del pulmón. Notaron su inusual humedad, por ejemplo, como una característica de su tez. A principios del siglo XI, el filósofo médico islámico Avicena escribió en su Canon de Medicina: En el caso del pulmón, la humedad no es inherente a su naturaleza, sino que se deriva de la nutrición que le llega. El pulmón se alimenta de una sangre muy "caliente", porque hay mucho humor bilioso en la sangre que va al pulmón. Un gran exceso de humedad se acumula en el pulmón de los productos gaseosos de todo el cuerpo, así como de los materiales que fluyen hacia él desde la `` cabeza ''. A finales del siglo XII, el maestro Nicolaus resumió bien las cualidades del pulmón: fue construido para & quot; soportar el calor del corazón & quot; su tejido suave y esponjoso facilitó el movimiento, era hueco para retener el aire & quot; para enfriar el corazón y renovar los espíritus vitales & quot; y exhibía un doble movimiento que facilitó aún más su papel como `` El mayal del corazón ''.

Los médicos medievales y renacentistas entendieron la conexión entre los pulmones y la respiración y entre la vida y la respiración. Asociaban la vida con una vitalidad que recorría todo el cuerpo, una galénica pneuma. Pero no tenían una comprensión específica del papel que desempeñaba el oxígeno, ya que no tenían una comprensión química del aire, que era uno de los cuatro elementos básicos de la naturaleza en la ciencia tradicional griega. A pesar de este hecho, entendieron que el pulmón descargaba desechos. Leonardo da Vinci describe el proceso de la siguiente manera en sus cuadernos inéditos de finales del siglo XV: `` Desde el corazón, las impurezas o 'vapores de hollín' son transportados de regreso al pulmón a través de la arteria pulmonar, para ser exhalados al aire exterior ''. Su contemporáneo, el médico Alessandro Benedetti estuvo de acuerdo, escribiendo en 1497, "El pulmón cambia la respiración, como el hígado cambia el quilo, en alimento para el espíritu vital".

A pesar de las imágenes cuidadosamente dibujadas de Leonardo de la anatomía de los pulmones, como se ve en la ilustración aquí, todavía no entendía la relación entre forma y función con gran detalle. Lo que él, como muchos de los primeros anatomistas, había comprendido era el importante papel del pulmón como órgano que trabajaba en cooperación con órganos y estructuras estrechamente afines en el cuerpo humano. Lo que entendió, como sugiere el pasaje a continuación, es el proceso mecánico de la respiración, pero no los mecanismos reales que operan en la creación de una respiración. `` La ráfaga de viento expulsada del pulmón en la generación de una respiración profunda proviene de la ayuda de la pared abdominal que comprime los intestinos y elevan el diafragma que comprime los pulmones ''.

Los anatomistas del Renacimiento se apegaron a una teoría de la complexión de los pulmones que también les dio un papel en la psicología del cuerpo humano. El contemporáneo de Leonardo, el médico Alessandro Benedetti, escribió en 1497 que los pulmones controlaban emociones como la ira aplacando las pasiones "con el aliento del espíritu de las fístulas huecas de los pulmones". Así, la ira, de otra manera implacable, se calma fácilmente. ”De manera similar, algunos anatomistas dotaron a los pulmones de poderes de discernimiento que les impedían aceptar“ aire malo ”en el cuerpo humano. Así como los pulmones pueden producir "alimento" para el cuerpo, también pueden evitar que pensamientos y sustancias venenosas lo abrumen.

Los estudios anatómicos más cuidadosos del cuerpo humano realizados por anatomistas del Renacimiento arrojaron una descripción física más precisa de los pulmones. Mientras que el maestro Nicolaus había descrito que el pulmón humano tenía siete lóbulos, los anatomistas de principios del siglo XVI redujeron ese número a cinco. Observaron que la esponjosidad de los pulmones facilitaba la respiración, aunque la naturaleza de la respiración todavía se describía de manera muy similar a como lo había hecho Galeno: "para que puedan atraer más fácilmente el espíritu hacia ellos mismos", así lo expresó Andreas de Laguna en 1535. Sin embargo, solo Unas décadas más tarde, podemos comenzar a ver dudas emergentes sobre el tipo de espíritu que fluye a través de los pulmones. `` Este aire no es un elemento puro, sino un cuerpo aireado y, por tanto, puede nutrir '', escribió Niccolo Massa, contemporáneo de Vesalio, en 1559, y aunque Galeno, ese gran filósofo, pensó que lo entendía en otro sentido, porque el aire preparado en el pulmón mismo nutre o nutre. restaura el espíritu. & quot

Escribiendo desde una tradición filosófica completamente diferente, el místico y reformador médico alemán Paracelso hizo del estudio de las enfermedades pulmonares a principios del siglo XVI un estudio de caso para comprender cómo la enfermedad podría localizarse en un órgano específico en lugar de un desequilibrio general del cuerpo. . En su Sobre la enfermedad del minero, identificó las dolencias relacionadas con los pulmones, especialmente la silicosis, como un producto directo del trabajo en las minas. Dicha investigación enfatizó aún más la importancia de los pulmones para la salud general del cuerpo.

A principios del siglo XVII, la nueva anatomía del pulmón estaba en su lugar. William Harvey coincidió con sus predecesores del Renacimiento en la estructura de cinco lóbulos de los pulmones. Sin embargo, llevó sus puntos de vista varios pasos más allá al describir el significado de los pulmones. Habiendo establecido ya una nueva fisiología del cuerpo en su Sobre la circulación de la sangre (1628), Harvey tenía una comprensión diferente de la relación entre arterias y venas: ya no hay sistemas circulatorios separados dentro del cuerpo, sino un sistema unificado. Como resultado, tuvo una pregunta: ¿qué hace que la sangre arterial sea diferente de la sangre venosa? En su famosa obra, Harvey había descrito con gran detalle el tránsito pulmonar en los pulmones. Como resultado, tenía lo siguiente que decir sobre los pulmones en su Conferencias sobre toda la anatomía (1653):

"Preeminencia [del pulmón]: nada es especialmente tan necesario ni sensación ni alimento. La vida y la respiración son complementarias. No hay nada vivo que no respire ni nada que respire que no viva ''.

Esta idea fue seguida por una fuerte crítica a Galeno, quien había argumentado que el hígado era el primer y más importante órgano del cuerpo. Harvey concluyó lo contrario: `` Los pulmones hacen los espíritus e indican el alimento, por lo tanto, más valioso que el hígado si el honor se juzga por el beneficio ''. En cambio, se inspiró en Aristóteles para argumentar que el espíritu no era un producto del aire sino de la sangre, y que el los pulmones eran, por tanto, indicativos del temperamento de una persona. Las personas valientes tienen pulmones calientes, las personas tímidas tienen pulmones fríos. Mientras creaba una nueva fisiología que daba mayor importancia a los pulmones, Harvey estaba profundamente en deuda con las tradiciones de pensamiento más antiguas. Como médico en ejercicio, también reconoció que la salud de los pulmones era fundamental para la salud general del cuerpo. Anticipándose a las actitudes más modernas hacia este órgano, escribió que el ejercicio era importante para el mantenimiento de este órgano. Él todavía, por supuesto, no tenía idea sobre el oxígeno, ni siquiera conocía esta palabra.

PREGUNTAS: ¿POR QUÉ LA RELACIÓN ENTRE EL CORAZÓN Y LOS PULMONES HA SIDO UN OBSTÁCULO PARA COMPRENDER TOTALMENTE SU FUNCIÓN? ¿QUÉ PROPIEDADES TEMPERAMENTALES ASCRIBIERON LOS MÉDICOS A LOS PULMONES?


El descubrimiento del calentamiento global [extracto]

Es una historia épica: la lucha de miles de hombres y mujeres a lo largo de un siglo por apuestas muy importantes. Para algunos, el trabajo requería coraje físico real, un riesgo para la vida y la integridad física en los desechos helados o en alta mar. El resto necesitaba formas de coraje más sutiles. Apostaron décadas de arduo esfuerzo por la posibilidad de un descubrimiento útil y apostaron su reputación por lo que afirmaban haber encontrado. Incluso mientras estiraban sus mentes hasta el límite en problemas intelectuales que a menudo resultaban insolubles, su atención se desvió hacia arduas luchas administrativas para ganar un apoyo mínimo para la gran obra. Algunos llevaron la batalla a la arena pública, a menudo obteniendo más culpa que elogios, la mayoría trabajó hasta el final de sus vidas en la oscuridad. Al final consiguieron su objetivo, que era simplemente conocimiento.

La gente había sospechado durante mucho tiempo que la actividad humana podría cambiar el clima local. Por ejemplo, los antiguos griegos y los estadounidenses del siglo XIX debatieron cómo la tala de bosques podría traer más lluvia a una región, o quizás menos. Pero hubo cambios climáticos más grandes que ocurrieron por sí mismos. El descubrimiento de las edades de hielo en el pasado distante demostró que el clima podría cambiar radicalmente en todo el mundo, lo que parecía mucho más allá de cualquier cosa que los simples humanos pudieran provocar. Entonces, ¿qué causó el cambio climático global y mdash fueron las variaciones en el calor del sol? ¿Volcanes con nubes de humo en erupción? ¿El ascenso y descenso de cadenas montañosas, que desviaron los patrones de viento y las corrientes oceánicas? ¿O podrían ser cambios en la composición del aire mismo?

En 1896, el científico sueco Svante Arrhenius publicó una nueva idea. A medida que la humanidad quemara combustibles fósiles como el carbón, que añadió gas de dióxido de carbono a la atmósfera de la Tierra y los rsquos, elevaríamos la temperatura promedio del planeta y los rsquos. Sin embargo, este "efecto invernadero" fue solo una de las muchas especulaciones sobre el cambio climático y no la más plausible. Los científicos encontraron razones técnicas para argumentar que nuestras emisiones no podían cambiar el clima. De hecho, la mayoría pensó que era obvio que la insignificante humanidad nunca podría afectar los vastos ciclos climáticos, que estaban gobernados por un "equilibrio de la naturaleza" benigno. En cualquier caso, un cambio importante parecía imposible excepto durante decenas de miles de años.

En la década de 1930, la gente se dio cuenta de que Estados Unidos y la región del Atlántico Norte se habían calentado significativamente durante el medio siglo anterior. Los científicos supusieron que esto era solo una fase de un ciclo natural leve, con causas desconocidas. Solo una voz solitaria, el aficionado G. S. Callendar, insistió en que el calentamiento del invernadero estaba en camino. Cualquiera que sea la causa del calentamiento, todos pensaron que si continuaba durante los próximos siglos, tanto mejor.

En la década de 1950, las afirmaciones de Callendar & rsquos provocaron que algunos científicos investigaran la cuestión con técnicas y cálculos mejorados. Lo que hizo eso posible fue un fuerte aumento de la financiación del gobierno, especialmente de las agencias militares con preocupaciones de la Guerra Fría sobre el clima y los mares. Los nuevos estudios mostraron que, contrariamente a las estimaciones crudas anteriores, el dióxido de carbono podría acumularse en la atmósfera y provocaría un calentamiento. Mediciones minuciosas de C. D. Keeling llevaron a casa el punto en 1960, mostrando que el nivel del gas de hecho estaba aumentando, año tras año.

Durante la siguiente década, algunos científicos idearon modelos matemáticos simples del clima y obtuvieron retroalimentaciones que podrían hacer que el sistema fuera sorprendentemente variable. Otros descubrieron formas ingeniosas de recuperar temperaturas pasadas mediante el estudio de pólenes antiguos y conchas fósiles. Parecía que podía ocurrir un cambio climático grave, y en el pasado había ocurrido, en tan solo unos pocos siglos. Este hallazgo fue reforzado por modelos informáticos de la circulación general de la atmósfera, fruto de un largo esfuerzo por aprender a predecir (y quizás incluso cambiar deliberadamente) el clima. Los cálculos realizados a fines de la década de 1960 sugirieron que las temperaturas promedio aumentarían algunos grados en el próximo siglo. Pero el próximo siglo parecía lejano y los modelos eran preliminares. Los grupos de científicos que revisaron los cálculos los encontraron plausibles, pero no vieron la necesidad de ninguna acción política, aparte de poner más esfuerzo en la investigación para averiguar con certeza lo que estaba sucediendo.

A principios de la década de 1970, el auge del ambientalismo planteó dudas públicas sobre los beneficios de la actividad humana para el planeta. La curiosidad por el clima se convirtió en inquietante preocupación. Junto con el efecto invernadero, algunos científicos señalaron que la actividad humana estaba poniendo polvo y partículas de smog en la atmósfera, donde podían bloquear la luz solar y enfriar el mundo. Y, de hecho, el análisis de las estadísticas meteorológicas del hemisferio norte mostró que una tendencia de enfriamiento había comenzado en la década de 1940. Los medios de comunicación (en la medida limitada en que cubrieron el tema) estaban confundidos, a veces prediciendo un globo terráqueo con áreas costeras inundadas a medida que los casquetes polares se derretían, a veces advirtiendo de la perspectiva de una nueva era de hielo catastrófica. Los paneles de estudio, primero en los EE. UU. Y luego en otros lugares, comenzaron a advertir que uno u otro tipo de cambio climático futuro podría representar una grave amenaza.

En lo único en lo que la mayoría de los científicos estuvieron de acuerdo fue en que apenas entendían el sistema climático y se necesitaba mucha más investigación. La actividad de investigación se aceleró, incluidos enormes planes de recopilación de datos que movilizaron flotas internacionales de barcos oceanográficos y satélites en órbita. Después de unos años, se abandonaron las advertencias de una nueva era glacial (que solo una minoría de científicos había considerado plausible) y la atención se concentró en el calentamiento global. Después de todo, el polvo y el smog que los humanos estaban poniendo en el aire solo permanecieron durante semanas, mientras que el dióxido de carbono permanecería durante siglos, aumentando década tras década.

Los científicos anteriores habían buscado una sola clave maestra para el clima, pero ahora estaban comenzando a comprender que el clima es un sistema intrincado que responde a una gran cantidad de influencias. Las erupciones volcánicas y las variaciones solares seguían siendo causas plausibles de cambio, y algunos argumentaron que afectarían cualquier efecto de las actividades humanas. Incluso los cambios sutiles en la órbita de la Tierra y los rsquos podrían marcar la diferencia. Para sorpresa de muchos, los estudios de climas antiguos mostraron que los ciclos astronómicos habían establecido en parte el tiempo de las edades de hielo. Aparentemente, el clima estaba tan delicadamente equilibrado que casi cualquier pequeña perturbación podría desencadenar un gran cambio. De acuerdo con las nuevas teorías del "caos", en un sistema así, un cambio podría llegar por sí solo y de repente. El apoyo a la idea provino de núcleos de hielo arduamente perforados en la capa de hielo de Groenlandia. Mostraron grandes y desconcertantemente abruptos saltos de temperatura en el pasado.

Los modelos informáticos muy mejorados comenzaron a sugerir cómo podrían ocurrir tales saltos, por ejemplo, a través de un cambio en la circulación de las corrientes oceánicas. Los expertos predijeron sequías, tormentas, aumento del nivel del mar y otros desastres derivados del calentamiento global. Algunos políticos comenzaron a sospechar que podría haber un problema público aquí. Sin embargo, los modeladores tuvieron que hacer muchas suposiciones arbitrarias sobre las nubes y cosas por el estilo, y científicos de renombre cuestionaron la confiabilidad de los resultados. Otros señalaron lo poco que se sabía sobre la forma en que los ecosistemas vivos interactúan con el clima y la atmósfera. Argumentaron, por ejemplo, sobre los efectos de la agricultura y la deforestación en la adición o sustracción de dióxido de carbono del aire. Una cosa en la que los científicos estuvieron de acuerdo fue en la necesidad de un programa de investigación más coherente. Pero la investigación siguió siendo desorganizada y la financiación creció solo en oleadas irregulares. El esfuerzo se dispersó entre muchos campos científicos diferentes, cada uno con algo diferente que decir sobre el cambio climático.

Un descubrimiento inesperado fue que el nivel de metano y algunos otros gases estaba aumentando, lo que se sumaría seriamente al calentamiento global. Algunos de estos gases también degradaron la atmósfera y la capa protectora de ozono, y la noticia avivó la preocupación del público por la fragilidad de la atmósfera. Además, a fines de la década de 1970, las temperaturas globales habían comenzado a subir nuevamente. Muchos científicos del clima estaban ahora convencidos de que era probable que el aumento continuara a medida que se acumulaban los gases de efecto invernadero. Alrededor de 2000, algunos predijeron, se haría evidente un calentamiento global sin precedentes. Sus preocupaciones llamaron la atención del público por primera vez en el verano de 1988, el más candente registrado hasta entonces. (La mayoría desde entonces han estado más calientes). Una reunión internacional de científicos advirtió que el mundo debería tomar medidas activas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

La respuesta fue vehemente. Las corporaciones y las personas que se oponían a todas las regulaciones gubernamentales comenzaron a gastar muchos millones de dólares en cabildeo, publicidad e informes que imitaban las publicaciones científicas, en un esfuerzo por convencer a la gente de que no había ningún problema. Los grupos ambientalistas, menos ricos pero más entusiastas, ayudaron a politizar el tema con urgentes gritos de alarma. Pero las muchas incertidumbres científicas y la gran complejidad del clima dieron lugar a un debate ilimitado sobre qué acciones, si las hubiera, deberían tomar los gobiernos.

Había algunas cosas en las que prácticamente todos los expertos estaban de acuerdo a partir de 1988. Un cálculo bastante sencillo mostró que se duplica el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera. que llegaría a finales del siglo XXI si no se tomaran medidas para frenar las emisiones. debería elevar la temperatura de la superficie aproximadamente un grado C. Sin embargo, una atmósfera más cálida retendría más vapor de agua, lo que debería provocar otro grado de calentamiento. Más allá de eso, los cálculos se volvieron problemáticos. Es probable que la nubosidad cambie de manera que pueda aumentar o disminuir el calentamiento, y los científicos no entendieron bien los complejos procesos. Además, la humanidad estaba emitiendo cantidades cada vez mayores de humo y otra contaminación, y los científicos no estaban seguros de cómo esto podría afectar el clima. Solo mejores observaciones y modelos informáticos podrían intentar proyectar el resultado.

Los científicos intensificaron su investigación, organizando programas a escala internacional. ¿El aumento de la temperatura global se debió a un aumento en la actividad del sol y los rsquos? La actividad solar comenzó a disminuir, pero la temperatura se disparó más rápido que nunca. ¿Los modelos informáticos reprodujeron el clima actual solo porque se modificaron hasta que coincidieron con él, haciéndolos inútiles para calcular un cambio climático futuro? Los modelos mejorados predijeron con éxito el enfriamiento temporal debido a una gran explosión volcánica en 1991 y pasaron muchas otras pruebas. En particular, los modeladores ahora podrían reproducir en detalle el patrón de calentamiento, cambios en las precipitaciones, etc., que se observaron realmente en diferentes regiones del mundo durante el siglo pasado. Nadie había podido construir un modelo que coincidiera con el registro histórico y que no mostrara un calentamiento significativo cuando se agregaron los gases de efecto invernadero.

La física de las nubes y la contaminación seguía siendo demasiado compleja para funcionar con exactitud, y los equipos de modelado que hicieron suposiciones diferentes obtuvieron resultados algo diferentes. La mayoría de ellos encontraron un calentamiento de alrededor de 3 ° C cuando el nivel de dióxido de carbono se duplicó, a fines del siglo XXI. Pero algunos encontraron un aumento de 2 ° C o quizás un poco menos, un calentamiento costoso pero manejable. Otros calcularon un aumento de 5 ° C o incluso más, una catástrofe sin igual.

Mientras tanto, llegaron noticias sorprendentes de los estudios de climas antiguos registrados en los núcleos de hielo de la Antártida. Durante cientos de miles de años, el dióxido de carbono y la temperatura habían estado vinculados: cualquier cosa que causara que uno de los dos subiera o bajara había causado un aumento o una caída en el otro. Resultó que una duplicación del dióxido de carbono siempre había ido junto con un aumento de temperatura de 3 ° C, más o menos un grado o dos, una sorprendente confirmación de los modelos de computadora, a partir de evidencia completamente independiente.

Los gobiernos de world & rsquos habían creado un panel para brindarles el asesoramiento más confiable posible, según lo negociado entre miles de expertos y funcionarios climáticos. En 2001, este Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) logró establecer un consenso, redactado con tanta cautela que casi ningún experto o representante gubernamental disintió. Anunciaron que aunque el sistema climático era tan complejo que los científicos nunca alcanzarían la certeza total, era mucho más probable que nuestra civilización enfrentara un calentamiento global severo. En ese momento se completó esencialmente el descubrimiento del calentamiento global. Los científicos sabían las cosas más importantes sobre cómo podría cambiar el clima durante el siglo XXI. Cómo cambiaría realmente el clima ahora depende principalmente de las políticas que elija la humanidad para sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Desde 2001, los modelos informáticos muy mejorados y la abundancia de datos de muchos tipos reforzaron la conclusión de que es muy probable que las emisiones humanas provoquen un cambio climático grave. Las conclusiones del IPCC & rsquos fueron revisadas y respaldadas por las academias de ciencia nacionales de todas las naciones importantes, desde los Estados Unidos hasta China, junto con las principales sociedades científicas y, de hecho, prácticamente todas las organizaciones que podrían hablar a favor de un consenso científico. Mientras tanto, los especialistas mejoraron su comprensión de algunas posibilidades menos probables pero más graves. Por un lado, un cambio peligroso en la circulación oceánica parecía poco probable en el próximo siglo o dos. Por otro lado, había indicios de que la desintegración de las capas de hielo podría elevar el nivel del mar más rápido de lo que esperaban la mayoría de los científicos. Peor aún, nueva evidencia sugirió que el calentamiento en sí mismo estaba comenzando a causar cambios que generarían aún más calentamiento.

En 2007, el IPCC informó que los científicos estaban más seguros que nunca de que los humanos estaban cambiando el clima. Aunque hasta ahora solo se había producido una pequeña fracción del calentamiento previsto, los efectos ya se estaban volviendo visibles en algunas regiones y, en ocasiones, olas de calor más mortíferas, inundaciones y sequías más fuertes, cambios relacionados con el calor en los rangos y el comportamiento de especies sensibles. Pero los científicos no habían podido reducir el abanico de posibilidades. Dependiendo de los pasos que la gente haya tomado para restringir las emisiones, a finales de siglo podríamos esperar que la temperatura promedio del planeta y rsquos aumente entre 1,4 y 6 ° C (2,5 ° F).


No hay una gran diferencia entre "sin aire" y "muy poco aire". Que es "muy poco" se ve cuando observamos la Luna con un telescopio. Una atmósfera crea una neblina visible, especialmente en el borde del objeto (debido a la refracción). Especialmente bien visible sería durante los eclipses solares. Entonces, cuando la gente comenzó a observar la Luna con telescopios, quedó claro que hay muy poco aire. Cuanto más potentes eran los telescopios que se usaban, más pequeño se volvía este "muy pequeño".

A efectos prácticos, estaba claro que no había aire a finales del siglo XVIII.

A modo de comparación, los cometas suelen tener atmósferas (visibles a simple vista), pero están tan enrarecidas que "no hay aire" en los cometas, a todos los efectos prácticos.

EDITAR. Por supuesto, cuando digo que "se conoció en el siglo XVIII", esto significa que "lo conocieron los expertos, los científicos". Es fácil demostrar que esto NO era conocido por el "público en general". Muchos escritores (y algunas películas de principios del siglo XX) describieron viajes a la Luna y no sabían o no les importaba que un humano no pueda respirar allí. Los viajeros de Julio Verne, por ejemplo, no tienen provisión para respirar en la Luna. Jules Verne escribió en la segunda mitad del siglo XIX. (Que el aire es necesario para la supervivencia se demostró en el siglo XVII).


Es elemental

¿Que qué? El oxígeno se pronuncia como OK-si-jen.

Varios químicos habían producido oxígeno antes de su descubrimiento en 1774, pero no lo reconocieron como un elemento distinto. Joseph Priestley y Carl Wilhelm Scheele descubrieron el oxígeno de forma independiente, pero a Priestly se le suele atribuir el mérito del descubrimiento. Ambos pudieron producir oxígeno calentando óxido de mercurio (HgO). Priestley llamó al gas producido en sus experimentos "aire desflogisticado" y Scheele llamó a su "aire de fuego". El nombre oxígeno fue creado por Antoine Lavoisier, quien creía incorrectamente que el oxígeno era necesario para formar todos los ácidos.

El oxígeno es el tercer elemento más abundante del universo y constituye casi el 21% de la atmósfera terrestre. El oxígeno representa casi la mitad de la masa de la corteza terrestre, dos tercios de la masa del cuerpo humano y nueve décimas partes de la masa del agua. Se pueden extraer grandes cantidades de oxígeno del aire licuado mediante un proceso conocido como destilación fraccionada. El oxígeno también se puede producir mediante la electrólisis del agua o calentando clorato de potasio (KClO3).

El oxígeno es un elemento altamente reactivo y es capaz de combinarse con la mayoría de los demás elementos. Es requerido por la mayoría de los organismos vivos y para la mayoría de las formas de combustión. Las impurezas en el arrabio fundido se queman con corrientes de oxígeno a alta presión para producir acero. El oxígeno también se puede combinar con acetileno (C2H2) para producir una llama extremadamente caliente utilizada para soldar. El oxígeno líquido, cuando se combina con hidrógeno líquido, es un excelente combustible para cohetes. Ozono (O3) forma una fina capa protectora alrededor de la tierra que protege la superficie de la radiación ultravioleta del sol. El oxígeno también es un componente de cientos de miles de compuestos orgánicos.


Cuando llegó el siglo XVII, los científicos habían comenzado a utilizar nuevos métodos de investigación para aprender sobre el mundo. Sin embargo, todavía tenían ideas vagas sobre lo que formaba el aire que respiraban. Issac Beeckman fue una de las primeras personas en darse cuenta de que el aire tenía sustancia real. Especuló que el aire tenía peso, presionaba objetos en la Tierra y era expandible.

A mediados del siglo XVII, los científicos realizaron experimentos que demostraron la existencia de presión del aire y encontraron formas de medirla. En 1660 se inventó el barómetro y Robert Boyle lo usó para predecir el clima. Boyle creía que existía una sustancia llamada "nitrosa" en la atmósfera. El nitroso, razonó, era responsable de la respiración y la combustión.


¿Cómo se dieron cuenta los humanos de que el sexo produce bebés?

Foto de Janek Skarzynski / AFP / Getty Images.

Cuando el Explicador le pidió que votara sobre una pregunta favorita sin respuesta de 2012, la mayoría optó por una pregunta bastante lasciva sobre por qué las mujeres ricas toman el sol en topless, y el Explicador ha entregado debidamente su libra de carne. Pero al examinar los subcampeones, otra pregunta intrigó tanto al Explicador que no pudo resistirse a responderla también: ¿Cuándo y cómo descubrió la humanidad que el sexo es lo que causa a los bebés? It’s not exactly the most obvious correlation: Sex doesn’t always lead to babies, and there’s a long lead time between the act and the consequences—weeks before there are even symptoms, usually. So roughly where do we think we were as a species when it clicked?

Basically, since the beginning. While anthropologists and evolutionary biologists can’t be precise, all available evidence suggests that humans have understood that there is some relationship between copulation and childbirth since Homo sapiens first exhibited greater cognitive development, sometime between the emergence of our species 200,000 years ago and the elaboration of human culture probably about 50,000 years ago. Material evidence for this knowledge is thin, but one plaque from the Çatalhöyük archaeological site seems to demonstrate a Neolithic understanding, with two figures embracing on one side and a mother and child depicted on the other. A firmer conclusion can be drawn from the fact that, though explanations for conception vary wildly across contemporary cultural groups, everyone acknowledges at least a partial link between sex and babies.

As for how humans attained what biological anthropologist Holly Dunsworth calls “reproductive consciousness,” that part is murkier. Most likely, we got the gist from observing animal reproduction cycles and generally noting that women who do not sleep with men do not get pregnant. But that doesn’t mean that early peoples—or for that matter, modern people—thought or think of the process in the utilitarian, sperm-meets-egg way that the scientifically literate do now.

Around the turn of the 20 th century, anthropologists working in places such as Australia and New Guinea reported that their subjects did not recognize a connection between sex and children. However, subsequent research has shown these biased reports to be only half-true at best. For example, Bronislaw Malinowski claimed in 1927 that, for Trobriand Islanders, the father played no role in producing a child. But later anthropologists studying the same group learned that semen was believed to be necessary for the “coagulation” of menstrual blood, the stoppage of which was thought to eventually form the fetus.

Even though the Trobriand Islanders’ traditional explanations of conception seem quaint or strange, they do on some level recognize the tie between sex and childbirth. And of course, before we Westerners get to feeling all superior, it must be said that our notions of conception are not wholly consistent or rational either. (The number of unplanned pregnancies in the United States reveals as much.) As women’s studies scholar Cynthia Eller points out, while “other events may also be necessary—such as the entrance of a spirit child through the top of the head (in the case of the Triobriand Islanders), or the entrance of a soul into a fertilized egg (in the case of Roman Catholics) … it is simply not believed that women bear children without any male participation whatsoever.”

If we humans have essentially always mas o menos understood that the deed leads to the delivery room, did that knowledge have any consequences on our evolution as a society? Holly Dunsworth argues that, of the entire animal world, “reproductive consciousness” is unique to humans. That special knowledge may help explain both the evolution of our taboos around sex and our ability to bend nature’s procreative capacities to our favor in everything from dog-breeding to family planning.

Explainer thanks Holly Dunsworth of the University of Rhode Island, Cynthia Eller of Montclair State University, Helen Fisher of Rutgers University, and Wenda Trevathan of New Mexico State University.


When did humans start polluting the Earth?

When the Spanish conquered South America in the 16th century they took over the Incas’ mines and soon began to pump clouds of lead dust over the Andes. The silver the conquistadors sent back home made them wealthy. It also made them the world’s first industrial-scale toxic metal air polluters – perhaps causing us to rethink the timing of the moment when humans truly began to change the environment.

Formal recognition of the Anthropocene epoch, the “Age of Humans”, will acknowledge the occurrence of an unprecedented impact of human activities on Earth. As scientists, we’ve begun using the term informally, especially in regard to anthropogenic (“human-caused”) climate change. Officially, though, we all live in the Holocene, the epoch named by geologists to mark the end of the last ice age.

To officially say that we live in the Anthropocene – that is, declare the Holocene over and the Anthropocene already underway – we would have to draw an unequivocal line between the two. We’d have to agree on a point in time when human impacts on the environment became large enough to warrant an official change in scientific nomenclature. Some would assign it to the start of agriculture 11,000 years ago, while others tie it to the advent of the nuclear era in 1945, but most recognise the Anthropocene as beginning with the industrial revolution (1780s-1830s).

However we now have evidence, from an ice core of the Quelccaya Ice Cap in Peru, of anthropogenic pollution of the South American atmosphere that precedes the industrial revolution by around 240 years. The discovery by my colleagues and I, published in the Proceedings of the National Academy of Sciences, underscores the difficulty in defining the onset of the Anthropocene.

In search of the earliest pollution

While we have plenty of information from around the world about pollution during the industrial period, pre-industrial pollution records are very rare. We have to look to special places on Earth where atmospheric chemicals would have been preserved chronologically, such as lake sediments or the accumulated snow on an ice cap.

Quelccaya is one of those places. The largest ice sheet in the tropics is a fast-melting poster child for global warming. It’s also a perfect place to learn more about the past climate and environment – the ice core we drilled there in 2003 contained more than 1,200 years of accumulated atmospheric chemistry.

South America has a rich history of mining and metallurgy. We wondered, would the ice record evidence of ancient metallurgical activity? Air pollution would have to have existed on a truly continental scale to drift on the air from the heart of South American metallurgy in Bolivia across the Andes and onto Quelccaya, some 800 km away.

It did. The story of South American metallurgy – from the rise of the Inca Empire to the Spanish conquest and even the industrial stagnation that followed the end of Spanish rule – is written in the ice.

An empire built on pollution

Like the native peoples before them, the Inca gathered metal ore from outcrops or exposed veins and smelted it in primitive wind-driven furnaces called huayra. The Quelccaya core first records evidence of pollution from Inca metallurgy around 1480 in the form of trace amounts of bismuth, likely released into the atmosphere during the creation of bismuth bronze, an alloy which has been recovered from the Inca citadel at Machu Picchu. Remarkably, no increases of other trace elements are apparent in the Quelccaya ice record during that period, indicating that the well-known metallurgic activities performed during the Inca reign had a negligible impact on the South American atmosphere.

The Spanish conquistadors lead by Francisco Pizarro defeated the Incas in 1532, starting the colonial period of South America. Silver smelting quickly became the most important industrial activity on the continent, and the Spanish used imported and inefficient Castilian stone furnaces as well as thousands of localhuayras as silver extraction spread across Bolivia and Peru. Increases in lead levels in the Quelccaya ice core date to approximately 1540 and document this initial phase of Spanish metallurgy.

In 1572, the Spanish introduced a new technique called amalgamation, which allowed them to process even low-quality ores that contained much more lead than silver. This cold technique involved grinding the ore into powder, which could easily have become airborne. We believe this accounts for the sudden and dramatic spike in lead concentrations in the ice core starting around that time.


Lead concentrations spike during Spanish rule (pink) and drop off after. Uglietti et al.

Even the independence war of 1833, which marked the end of Spanish rule, is recorded in the ice. Elsewhere in the world, the industrial revolution was booming – and air pollution growing. But at Quelccaya, lead levels fell and remained low for years after the war, likely due to army destruction of mines in Bolivia and Peru and the post-war lack of infrastructure.

The ice provides a detailed record of more than 1,000 years of South American history that can inform discussions of the Anthropocene timeline. Did it spread out through South America with the trace bits of pollution from the Incas’ bismuth bronze? Or the lead concentrations from increased smelting upon the Spanish arrival? Or perhaps the more dramatic pollution created in the era of amalgamation marks the turning point.

This discovery suggests that our new epoch emerged sporadically through space and time, at different points during human history. Only as we connect the Quelccaya ice core to records elsewhere on Earth can we assemble a clearer picture of the dawn of the Anthropocene.

This article is published in collaboration with The Conversation. Publication does not imply endorsement of views by the World Economic Forum.

Autor: Paolo Gabrielli is a research scientist at the Byrd Polar and Climate Research Center and School of Earth Sciences at The Ohio State University.

Image: The sun is seen behind smoke billowing from a chimney of a heating plant in Taiyuan. REUTERS.


The virus detective who discovered Ebola in 1976

Nearly 40 years ago, a young Belgian scientist travelled to a remote part of the Congolese rainforest - his task was to help find out why so many people were dying from an unknown and terrifying disease.

In September 1976, a package containing a shiny, blue thermos flask arrived at the Institute of Tropical Medicine in Antwerp, Belgium.

Working in the lab that day was Peter Piot, a 27-year-old scientist and medical school graduate training as a clinical microbiologist.

"It was just a normal flask like any other you would use to keep coffee warm," recalls Piot, now Director of the London School of Hygiene and Tropical Medicine.

But this thermos wasn't carrying coffee - inside was an altogether different cargo. Nestled amongst a few melting ice cubes were vials of blood along with a note.

It was from a Belgian doctor based in what was then Zaire, now the Democratic Republic of Congo - his handwritten message explained that the blood was that of a nun, also from Belgium, who had fallen ill with a mysterious illness which he couldn't identify.

This unusual delivery had travelled all the way from Zaire's capital city Kinshasa, on a commercial flight, in one of the passengers' hand luggage.

"When we opened the thermos, we saw that one of the vials was broken and blood was mixing with the water from the melted ice," says Piot.

He and his colleagues were unaware just how dangerous that was. As the blood leaked into the icy water so too did a deadly unknown virus.

The samples were treated like numerous others the lab had tested before, but when the scientists placed some of the cells under an electron microscope they saw something they didn't expect.

"We saw a gigantic worm like structure - gigantic by viral standards," says Piot. "It's a very unusual shape for a virus, only one other virus looked like that and that was the Marburg virus."

The Marburg virus was first recognised in 1967 when 31 people became ill with haemorrhagic fever in the cities of Marburg and Frankfurt in Germany and in Belgrade, the capital of Yugoslavia. This Marburg outbreak was associated with laboratory staff who were working with infected monkeys imported from Uganda - seven people died.

Piot knew how serious Marburg could be - but after consulting experts around the world he got confirmation that what he was seeing under the microscope wasn't Marburg - this was something else, something never seen before.

"It's hard to describe but the main emotion I had was one of real, incredible excitement," says Piot. "There was a feeling of being very privileged, that this was a moment of discovery."

News had reached Antwerp that the nun, who was under the care of the doctor in Zaire, had died. The team also learnt that many others were falling ill with this mysterious illness in a remote area in the north of the country - their symptoms included fever, diarrhoea and vomiting followed by bleeding and eventually death.

Two weeks later Piot, who had never been to Africa before, was on a flight to Kinshasa. "It was an overnight flight and I couldn't sleep. I was so excited about seeing Africa for the first time, about investigating this new virus and about stopping the epidemic."

The journey didn't end in Kinshasa - the team had to travel to the centre of the outbreak, a village in the equatorial rainforest, about 1,000km (620 miles) further north.

"The personal physician of President Mobutu, the leader of Zaire at that time, arranged a C-130 transport aircraft for us," recalls Piot. They loaded a Landrover, fuel and all the equipment they needed on to the plane.

When the C-130 landed in Bumba, a river port situated on the northernmost point of the Congo River, the fear surrounding the mysterious disease was tangible. Even the pilots didn't want to hang around for long - they kept the airplane's engines running as the team unloaded their kit.

"As they left they shouted ➭ieu,'" says Piot. "In French, people say ɺu Revoir' to say 'See you again', but when they say ➭ieu' - well, that's like saying, 'We'll never see you again.'"

Standing on the tarmac watching the plane leave, facing a deadly unknown virus in an unfamiliar place, some people might have regretted the decision to go there.

"I wasn't scared. The excitement of discovery and wanting to stop the epidemic was driving everything. We heard far more people were dying from the disease than we originally thought and we wanted to get to work," Piot says.

The curiosity and sense of adventure that brought Piot to this point had been ignited many years earlier when he was a young boy growing up in a small rural village in the Flanders region of Belgium.

A museum near Piot's home was dedicated to a local saint who worked with leprosy patients, and it was here that he got his first glimpse into the world of disease and microbiology.

"I decided one day to cycle to the museum. The old pictures I saw there of those suffering from leprosy fascinated me," he says. "That sparked my interest in medicine - it gave me a thirst for scientific knowledge, a desire to help people and I hoped it would give me a passport to the world."

It did give Piot a passport to the world. The team's final destination was the village of Yambuku - about 120km (75 miles) from Bumba, where the plane had left them.

Yambuku was home to an old Catholic mission - it had a hospital and a school run by a priest and nuns, all of them from Belgium.

"The area was beautiful. The mission was surrounded by lush rainforest and the earth was red - the nature was incredibly rich but the people were so poor," says Piot. "Joseph Conrad called that place 'The Heart of Darkness', but I thought there was a lot of light there."

The beauty of Yambuku belied the horror that was unfolding for the people that lived there.

When Piot arrived, the first people he met were a group of nuns and a priest who had retreated to a guesthouse and established their own cordon sanitaire - a barrier used to prevent the spread of disease.

There was a sign on the cord, written in the local Lingala language that read, "Please stop, anybody who crosses here may die."

"They had already lost four of their colleagues to the disease," says Piot. "They were praying and waiting for death."

Piot jumped over the cordon and told them that the team would help them and stop the epidemic. "When you are 27, you have all this confidence," he says.

The nuns told the newly arrived scientists what had happened, they spoke about their colleagues and those in the village who had died and how they tried to help as best they could.

The priority was to stop the epidemic, but first the team needed to find out how this virus was moving from person to person - by air, in food, by direct contact or spread by insects. "We had to start asking questions. It was really like a detective story," says Piot.

These were the three questions they asked:

•How did the epidemic evolve? Knowing when each person caught the virus gave clues to what kind of infection this was - from here the story of the virus began to emerge.

•Where did the infected people come from? The team visited all the surrounding villages and mapped out the number of infections - it was clear that the outbreak was closely related to areas served by the local hospital.

•Who gets infected? The team found that more women than men caught the disease and particularly women between 18 and 30 years old - it turned out that many of the women in this age group were pregnant and many had attended an antenatal clinic at the hospital.

The mystery of the virus was beginning to unravel.

The team then discovered that the women who attended the antenatal clinic all received a routine injection. Each morning, just five syringes would be distributed, the needles would be reused and so the virus was spread between the patients.

"That's how we began to figure it out," recalls Piot. "You do it by talking, looking at the statistics and using logical deduction."

The team also noticed that people were getting ill after attending funerals. When someone dies from Ebola, the body is full of the virus - any direct contact, such as washing or preparation of the deceased without protection can be a serious risk.

The next step was to stop the transmission of the virus.

"We systematically went from village to village and if someone was ill they would be put into quarantine," says Piot. "We would also quarantine anyone in direct contact with those infected and we would ensure everyone knew how to correctly bury those who had died from the virus."

The closure of the hospital, the use of quarantine and making sure the community had all the necessary information eventually brought an end to the epidemic - but nearly 300 people died.

Piot and his colleagues had learned a lot about the virus during three months in Yambuku, but it still lacked a name.

"We didn't want to name it after the village, Yambuku, because it's so stigmatising. You don't want to be associated with that," says Piot.

The team decided to name the virus after a river. They had a map of Zaire, although not a very detailed one, and the closest river they could see was the Ebola River. From that point on, the virus that arrived in a flask in Antwerp all those months earlier would be known as the Ebola virus.

In February 2014, Piot returned to Yambuku for only the second time since 1976, to mark his 65th birthday. He met Sukato Mandzomba, one of the few who caught the virus in 1976 and survived. "It was fantastic to meet him again, it was a very moving moment," says Piot.

Back then, Mandzomba was a nurse in the local hospital and could speak French so the pair had managed to build up a rapport. "He's still living in Yambuku and still working in the hospital - he's now running the lab there and it's impeccable. I was really impressed," Piot says.

It's 38 years since that initial outbreak and the world is now experiencing its worst Ebola epidemic ever. So far more than 600 people have died in the West African countries of Guinea, Liberia and Sierra Leone. The current situation has been called unprecedented, the spread of the disease across three countries making it more complicated to deal with than ever before.

In the absence of any vaccine or cure, the advice for this outbreak is much the same as it was in the 1970s. "Soap, gloves, isolating patients, not reusing needles and quarantining the contacts of those who are ill - in theory it should be very easy to contain Ebola," says Piot.

In practice though, other factors can make fighting an Ebola outbreak a difficult task. People who become ill and their families may be stigmatised by the community - resulting in a reluctance to come forward for help. Cultural beliefs lead some to think the disease is caused by witchcraft, while others are hostile towards health workers.

"We shouldn't forget that this is a disease of poverty, of dysfunctional health systems - and of distrust," says Piot.

For this reason, information, communication and involvement of community leaders are as important as the classical medical approach, he argues.

Ebola changed Piot's life - following the discovery of the virus, he went on to research the Aids epidemic in Africa and became the founding executive director of the UNAIDS organisation.

"It led me to do things I thought only happened in books. It gave me a mission in life to work on health in developing countries," he says.

"It was not only the discovery of a virus but also of myself."

Peter Piot spoke to World Update on the BBC World Service

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