Si bien, en términos generales, es una buena práctica realizar experimentos por usted mismo y encontrar formas de hacer modelos a pequeña escala de fenómenos a gran escala, también existe un desafío tanto para los educadores de ciencias como para los científicos ciudadanos para comprender la escala y el límite de los modelos. Honestamente, en lugar de parecer una pregunta genuina, cuando una pregunta se formula así, suena como una oportunidad para engañar a los científicos que han pasado gran parte de sus vidas estudiando y tratando de entender cómo funciona el clima, sin replantearlo. cualquier cosa en riesgo ellos mismos. En cualquier momento, podría llegar un dato crítico, se podría realizar un experimento, que esencialmente invalida y destruye todo en lo que un científico en particular ha estado trabajando, y el efecto de tal descubrimiento sería emocionalmente devastador. Simplemente no es cortés decir, “oh, aquí hay una demostración de cinco centavos que demuestra que estás equivocado”, incluso si lo hace, en última instancia. Debe comprender por qué el científico considera que debe haber un modelo más complicado y asegurarse de que su modelo más simple invalide todos los puntos y contrapuntos que plantea la teoría. Particularmente, si el modelo ha alcanzado cierto nivel de consenso entre cientos o miles de expertos.
La idea de que un cubo de hielo flotante en una taza derritiéndose no elevaría el nivel de agua es un experimento obvio que vale la pena realizar, pero debe ir un paso más allá y calentar el agua derretida a temperatura ambiente. Este es el por qué.
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imagen tomada de “ Densidad del agua ” (1 psu ~ = 0.1% de salinidad)
A medida que el agua pura pasa de la congelación a aproximadamente 4 ° C, la densidad del agua aumenta. Esto significa que un bloque de agua de un litro en el punto de congelación realmente ocupará menos volumen a 4C, no mucho menos, pero lo suficiente como para ser medido. Entonces, por analogía, esperaría que en su taza de té con agua helada, no se prediga que la taza de té se desborde, sino que sería completamente consistente con la ciencia establecida y conocida de que el volumen caería a medida que el cubo se derrita . Además, si el resto del vaso se llenara con agua más caliente y se enfriara, es de esperar que también baje de volumen.
imagen tomada de “ Densidad del agua “
Pero pongamos un alfiler en esto, eso también significa que si su taza de té llena hasta el borde con agua a 4 ° C se deja calentar a 20 ° C, la densidad del agua se reduciría significativamente y la taza probablemente se desbordaría, ya que ahora será aproximadamente un 0,2% menos denso: en lugar de ~ 1000 kg / m ^ 3, es ~ 998 kg / m ^ 3, y un litro de agua muy fría es ahora 1002 ml de agua a temperatura ambiente.
imagen de “ salinidad del océano “
Pero ninguno de estos experimentos en la actualidad modela lo que está sucediendo en el mundo en general: en realidad, el océano no es agua pura sino agua salada, y la salinidad del océano no es un número constante. Piense en el ciclo del clima: cuando la nieve cae y se acumula en el suelo, la nieve o el hielo es (esencialmente) agua pura y no contiene sal. Sin embargo, esa agua se evaporó de alguna parte, porque el ambiente es (nuevamente, esencialmente) un sistema cerrado. Cuando el agua se evapora del agua de mar, se espera que la salinidad aumente, por lo que se pronostica que las áreas tropicales cálidas y las áreas que no reciben mucha afluencia de agua dulce tendrán niveles más altos de salinidad, ya que el agua se evapora de estos lugares. Fiel a lo esperado, cuando miramos el mapa de arriba, vemos que la salinidad medida en el Mediterráneo es mucho más alta que en los océanos circundantes. Del mismo modo, las áreas que tienen mucha acumulación de nieve, que podríamos predecir que están cerca de las regiones polares, se derretirían y fluirían hacia el océano, por lo que podríamos esperar que si hay una fusión continua de agua alrededor de los polos, la salinidad de el agua de mar caería a medida que el agua dulce diluyera la salinidad de los océanos.
El agua salada es significativamente más densa que el agua dulce. Es por eso que es mucho menos probable que se ahogue en una piscina de agua salada en comparación con una piscina de agua dulce: cosas que son más densas se hunden y cosas que tienen flotación de menor densidad. Así que aquí hay otra preocupación sobre el “calentamiento global”: si un litro de agua dulce, a 1,00 kg / ly a 4 ° C, y un litro de agua salada a 35 psu, 4 ° C y 1,03 kg / l de mezcla, ¿cuál sería el volumen de ¿la mezcla?
Como la salinidad se reduciría a la mitad, la nueva salinidad es de ~ 18 psu y la densidad de la mezcla es ahora de aproximadamente 1,01 kg / l. Un litro de agua dulce pesa 1.00 kg, y un litro de agua salada pesa 1.03 kg, por lo que el peso combinado de la nueva solución es 2.03 kg. Dividiendo eso por 1.01kg / l, obtenemos 2.01 litros, un volumen adicional de 10 ml que no estaba allí antes. Y, si esa solución se calienta, el volumen crecerá aún más.
Hay muchos efectos en juego. No es tan simple como un cubito de hielo derritiéndose en una taza de té, o agua dulce en sal. Algunos de los efectos, como el derretimiento del hielo a 4 ° C, reducirán el volumen general. Otros, como el calentamiento del agua de 4 ° C a 20 ° C, o la disminución de la salinidad general, elevarán el volumen. La dificultad de ser un científico del clima es sumar y crear modelos matemáticos que tengan en cuenta todos esos factores más pequeños para hacer estimaciones de lo que podría suceder en el futuro. Demonios, el movimiento del hielo en un lugar a otro deforma la gravedad y la forma de la tierra, por lo que incluso si la densidad del agua de mar o la cantidad total de hielo nunca cambiara, podrías deformar los continentes y empujarlos bajo el agua por las deformaciones de La superficie de la tierra.
Una preocupación que me mantiene despierto por la noche se expresa de esta manera: si hay una cantidad significativa de agua dulce derretida desde Groenlandia, podría ser suficiente para detener o interrumpir el flujo circulatorio de agua caliente tropical desde el Atlántico sur hacia Europa. Si esto sucediera, muy probablemente causaría que Europa se volviera, en promedio, mucho más fría de lo que ha sido, y cantidades importantes de hielo podrían comenzar a acumularse en el continente. Esto tendría el efecto resultante de comenzar una nueva Edad de Hielo, y muy probablemente resultaría en una disminución significativa de los niveles oceánicos. Bien, si quieres caminar a través del Estrecho de Bering desde Alaska hacia Rusia, mal, si vives en el norte de Alemania y mueres de frío bajo metros de hielo y nieve.
Nuestro clima no es algo estático e inmutable, ni nadie querría que sea así. Parte del atractivo de la belleza natural es el movimiento de las estaciones: flores silvestres frescas en primavera, colores otoñales en otoño, sol perezoso en la playa en verano y polvo fresco en las montañas en invierno para esquiar. Demasiado de cualquier cosa, y estás quemado por el sol y muriendo de sed o congelado hasta la muerte.
Pone en duda el valor de la propiedad: si compro una propiedad hoy, esperando que el clima promedio valga X, y un grupo diferente de personas cambia ese clima a Y, ¿me deben una compensación de Y X?
Por supuesto, ninguno de estos asuntos es fácil de entender, medir o predecir, y la tentación es recurrir a una de dos opiniones fatalistas. Primero, es posible que te vuelvas apático y no te importe, ya que a la larga todos estamos muertos y no podemos saber razonablemente cuál es la respuesta correcta, así que disfruta de lo que sea ahora y deja que la naturaleza o Dios resuelva lo que sucederá en el futuro. En segundo lugar, puede confiar en un poder superior para tomar estas decisiones por usted: hoy, tal vez un partido político quiera limitar las emisiones de carbono para disminuir la tasa de calentamiento global, y mañana, ellos o un partido diferente querrán aflojar las regulaciones sobre emisiones para ayudar a estimular la economía y crear empleos. Ninguna posición es necesariamente incorrecta, y debido a que fue criado o tiene una afinidad personal por un partido político u otro, puede creer o no creer en sus pronunciamientos como si fueran la respuesta correcta.
Tanto la ciencia como la naturaleza (y Dios, en muchas religiones del mundo) se preocupan muy poco por la política ni por los humanos apáticos. Siempre es arriesgado cuando una persona o partido político comienza a usar hechos científicos como una insignia de certeza, ya que la naturaleza (o una deidad iracunda) siempre puede arrojar un extraño meteorito en su camino y demoler esa certeza en un instante. Sin embargo, hay muy poca gloria para las personas que hacen el arduo trabajo de tomar innumerables mediciones y cálculos e intentar comprender mejor lo que el mundo natural está tratando de decirnos. Una cosa es cierta: la evidencia ha demostrado durante cientos de años que las sociedades que usan las herramientas de la ciencia para intentar mejorar en la predicción de lo que sucede en la naturaleza parecen tener mejores resultados en la vida: viven vidas más largas y felices. No todo es destino manifiesto, y la ciencia ha contribuido con varios males, incluida la contaminación y las armas de guerra, que tienen efectos directos e infelices en las personas. Pero en general, si eres honesto con tus cálculos, hay mucho que decir sobre el don mental de Dios: tienes la capacidad no solo de seguir órdenes, sino de razonar qué es lo correcto y realizar una pequeña escala Experimentos para comprender la naturaleza y el mundo y el universo que te rodea.
Hay una parábola que a los predicadores les gusta usar:
Ocurre una tormenta terrible, y un hombre escucha un golpe en su puerta. Su vecino está allí y dice: “La tormenta va a causar una inundación. Tengo espacio en mi camioneta, ¿le gustaría que lo saque de la ciudad?”, El hombre responde: “No, tengo fe en Dios, él me salvará si mi vida está en peligro ”. Más tarde, el río comienza a inundarse, y aparece un pequeño arroyo y comienza a inundarse hasta la casa. Un oficial de policía local acelera en un bote y dice: “¡Entra, esta área va a estar bajo el agua pronto!” Nuevamente responde: “No, tengo fe en Dios, él me salvará si mi vida está en peligro” Finalmente , el hombre se ve obligado a ir a su techo, y llega un helicóptero, y sin embargo, rechaza la oferta de ayuda por tercera vez. Finalmente, el hombre se ahoga. Él va al cielo y se encuentra con Dios, donde le pregunta: “Dios, ¿por qué no me perdonaste? Mi fe es inquebrantable “, a lo que Dios responde:” Te envié una camioneta, un bote y un helicóptero, ¿qué más quieres? “
La ciencia no es la verdad absoluta, pero hay muchos científicos que advierten que el aumento del nivel del mar podría llegar a ser significativo en las próximas décadas, y debemos comenzar a preparar lo que haremos cuando lleguen las inundaciones. Los científicos no tienen todas las respuestas, pero pasar un poco menos de tiempo burlándose de su investigación, y más esfuerzo tratando de comprender la base de sus teorías, será para su beneficio. Y, si tiene hijos, también para su beneficio.
