La Ciencia para Todos / 114
Primera edición (La Ciencia desde México), 1993
Segunda edición (La Ciencia para Todos), 1999
Tercera edición, 2003
Primera reimpresión, 2011
Primera edición electrónica, 2013
La Ciencia para Todos es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Secretaría de Educación Pública y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
D. R. © 1993, Fondo de Cultura Económica
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ISBN 978-607-16-0368-5
Hecho en México - Made in Mexico
La Ciencia para Todos
Desde el nacimiento de la colección de divulgación científica del Fondo de Cultura Económica en 1986, ésta ha mantenido un ritmo siempre ascendente que ha superado las aspiraciones de las personas e instituciones que la hicieron posible. Los científicos siempre han aportado material, con lo que han sumado a su trabajo la incursión en un campo nuevo: escribir de modo que los temas más complejos y casi inaccesibles puedan ser entendidos por los estudiantes y los lectores sin formación científica.
A los diez años de este fructífero trabajo se dio un paso adelante, que consistió en abrir la colección a los creadores de la ciencia que se piensa y crea en todos los ámbitos de la lengua española —y ahora también del portugués—, razón por la cual tomó el nombre de La Ciencia para Todos.
Del Río Bravo al Cabo de Hornos y, a través de la mar Océano, a la Península Ibérica, está en marcha un ejército integrado por un vasto número de investigadores, científicos y técnicos, que extienden sus actividades por todos los campos de la ciencia moderna, la cual se encuentra en plena revolución y continuamente va cambiando nuestra forma de pensar y observar cuanto nos rodea.
La internacionalización de La Ciencia para Todos no es sólo en extensión sino en profundidad. Es necesario pensar una ciencia en nuestros idiomas que, de acuerdo con nuestra tradición humanista, crezca sin olvidar al hombre, que es, en última instancia, su fin. Y, en consecuencia, su propósito principal es poner el pensamiento científico en manos de nuestros jóvenes, quienes, al llegar su turno, crearán una ciencia que, sin desdeñar a ninguna otra, lleve la impronta de nuestros pueblos.
Comité de Selección
Dr. Antonio Alonso
Dr. Francisco Bolívar Zapata
Dr. Javier Bracho
Dra. Rosalinda Contreras
Dr. Jorge Flores Valdés
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Dr. Leopoldo García-Colín Scherer
Dr. Adolfo Guzmán Arenas
Dr. Gonzalo Halffter
Dr. Jaime Martuscelli
Dra. Isaura Meza
Dr. José Luis Morán
Dr. Héctor Nava Jaimes
Dr. Manuel Peimbert
Dr. Ruy Pérez Tamayo
Dr. Julio Rubio Oca
Dr. José Sarukhán
Dr. Alfonso Serrano
Dr. Guillermo Soberón
Dr. Elías Trabulse
Coordinadora
María del Carmen Farías
PREFACIO
I. Sobre el Sol, la Tierra y aquello que los rodea
II. De los tiempos y escalas de las variaciones en el Sol y sus repercusiones en el sistema terrestre
III. De la Tierra como un archivo que preserva la historia de la actividad solar
IV. El campo geomagnético: un elemento importante en las relaciones solar-terrestres
V. El inquieto Sol y la atmósfera terrestre
VI. En búsqueda de una conexión climática
EPÍLOGO
LECTURAS SUGERIDAS
La física de las relaciones solar-terrestres, tema de este libro, es una ciencia relativamente nueva, que empezó a desarrollarse hace tres décadas y adquirió identidad propia poco después del Año Geofísico Internacional (1957). Puede definirse como el estudio de la generación, flujo y disipación de energía, así como la transferencia de masa en el sistema solar-terrestre (la cadena de regiones acopladas se extiende desde la fotosfera solar[1] hasta la atmósfera terrestre), incluyendo los mecanismos de interacción más importantes (físicos y químicos) y sus efectos en el entorno terrestre.
Por su naturaleza, la física de las relaciones solar-terrestres está íntimamente ligada a la astrofísica, a la física de plasmas espaciales y a la física y química atmosféricas. Su repertorio de técnicas de observación incluye mediciones en el espacio y la alta atmósfera mediante el uso de vehículos espaciales, cohetes y globos sonda; mediciones con diversos instrumentos en la superficie; y percepción remota de la superficie hacia arriba y del espacio hacia abajo. La parte teórica incluye estudios analíticos de la física de plasmas y la propagación de ondas, modelación numérica y simulación (experimentos computacionales).
Como campo científico con una identidad claramente definida y objetivos precisos, y un gran número de investigadores, la física de las relaciones solar-terrestres ha dejado de ser una rama de la astrofísica, de las ciencias espaciales, o de las atmosféricas; hoy se le considera como una fusión sinérgica de elementos extraídos por separado de cada una de aquellas disciplinas.
Las relaciones solar-terrestres o estudio sistemático del Sol y el medio interplanetario han permitido reconocer en los últimos años que la actividad solar desempeña un papel predominante en diversos fenómenos que ocurren y observamos en el entorno terrestre, tales como tormentas magnéticas,[2] auroras, perturbaciones ionosféricas,[3] variaciones importantes en la intensidad de la radiación cósmica detectada en la superficie y en los vehículos espaciales,[4]así como en los cambios de temperatura en la alta atmósfera y muy probablemente también en las alteraciones climáticas.
Es el propósito del presente libro dar al lector un panorama general de lo que son las relaciones solar-terrestres, y lo complicado de su carácter. En un sistema tan complejo como el solar-terrestre (Sol, heliosfera, magnetosfera, ionosfera y atmósfera), las conexiones mutuas entre las varias regiones que lo componen y los mecanismos a través de los cuales se transfiere energía en el sistema obviamente no son tan simples, de ahí que su estudio haya que enfocarlo en su totalidad, es decir, como un complejo sistema interactivo cuyo comportamiento global a menudo difiere drásticamente de la simple superposición de sus partes. Es por esto que las relaciones solar-terrestres están consideradas como uno de los temas científicos de cooperación internacional más ambiciosos en la actualidad.
[1] Capa del Sol que vemos como disco brillante en luz blanca.
[2] Variaciones irregulares, rápidas e intensas del campo magnético terrestre en cuestión de horas o días, que son detectadas en prácticamente todos los observatorios magnéticos (véase el capítulo IV).
[3] Alteraciones, por ejemplo, en la reflexión de las ondas de radio en la ionosfera causadas por variaciones en la concentración de iones positivos y electrones negativos en la capa ionosférica que va de los 80 a los 100 km de altura.
[4] Para mayores detalles sobre este tema consultar el libro Los rayos cósmicos: mensajeros de las estrellas de J. A. Otaola y J. F. Valdés, número 108 de esta colección.