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La datación mediante carbono 14; Frank Libby.

El 8 de septiembre de 1980, fallecía el químico estadounidense Willard Frank Libby (Grand Valley, Estados Unidos, 17 de diciembre de 1908 – Los Ángeles, 8 de septiembre de 1980).

libbyEn 1960 fue galardonado con el Premio Nobel de Química por el desarrollo del método del carbono 14 para el análisis temporal.

Estudió química en la Universidad de California en Berkeley, donde se licenció en 1931 y doctoró en 1933 con Gilbert Newton Lewis y Wendell M. Latimer. Fue profesor en la misma, primero como ayudante hasta el año 1938 y finalmente como profesor asistente hasta 1945. En 1945 fue nombrado profesor de química en la Universidad de Chicago. En diciembre de 1941, tuvo que interrumpir sus estudios ya que fue llamado a colaborar en el proyecto Manhattan en la Universidad de Columbia. Tras la segunda guerra mundial volvería como docente a la Universidad de Chicago hasta 1959.

En 1954 fue desigando miembro de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos de Estados Unidos. En 1959 renunció a dicho cargo para volver a enseñar química como profesor en la Universidad de California en Los Ángeles, aunque entre 1960 y 1962 continuó siendo miembro del comité consultivo general de la AEC (Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos), puesto al que también renunció en 1962 al ser nombrado director del Instituto de geofísica y física planetaria.

En 1946 Willard Libby dio a conocer los mecanismos de formación del isótopo 14C a través de reacciones nucleares en la atmósfera (Libby, W. F. (1946). «Atmospheric helium-three and radiocarbon from cosmic radiations.». Phys. Rev., 69: 671–672).

El trabajo de Libby tenía su origen en el descubrimiento hecho por el físico americano Serge Korff, en 1939, de que el bombardeo de la atmósfera por los rayos cósmicos produce neutrones. Libby había trabajado con el tritio y conocía de su formación en la atmósfera, lo que le ayudó para su posterior trabajo con el carbono-14. El nitrógeno reacciona con estos neutrones, dando lugar a carbono 14 radiactivo en nueve reacciones de cada 10 y produciendo hidrógeno 3 radiactivo, tritio, en la restante reacción.
Como resultado de ello, la atmósfera contendría pequeñas trazas de carbono 14 (e incluso restos más pequeños de hidrógeno 3 o tritio). Libby dedujo que el carbono 14 radiactivo, creado en la atmósfera por los rayos cósmicos, penetraría en todos los tejidos vivos sirviendo de vía de entrada el anhídrido carbónico, absorbido en primer lugar por las plantas y transmitido luego a los animales. Durante toda su vida, la planta y el animal estarían recibiendo continuamente carbono radiactivo y mantendrían un nivel constante de él en sus tejidos. Pero, al morir el organismo, cesando con ello la adquisición de carbono, el carbono radiactivo en sus tejidos empezaría a disminuir por agotamiento radiactivo.

Finalmente, en 1947, el equipo de investigadores dirigido por Libby elaboró la técnica de datación mediante carbono 14, que se convirtió en un instrumento indispensable para la arqueología, la antropología física y la geología.

El carbono-14, 14C o radiocarbono, es un isótopo radiactivo del carbono, descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones. Willard Libby determinó un valor para el periodo de semidesintegración o semivida de este isótopo: 5568 años.

libby2Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor de 5730 años. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.

La datación por radiocarbono es un método de datación radiométrica que utiliza el isótopo carbono-14 (14C) para determinar la edad de materiales que contienen carbono hasta unos 50 000 años. . En restos más antiguos, la cantidad de carbono-14 presente es demasiado pequeña para obtener resultados precisos. Para materiales inorgánicos, y para muestras más antiguas, la datación se realiza de modo análogo utilizando otros isótopos radiactivos de semivida más larga, como el uranio-235, el uranio-238, el rubidio-87, el potasio-40 u otros análogos.

En la naturaleza hay tres isótopos naturales del carbono: dos de ellos, el carbono-12 y el carbono-13, son estables y un tercero, el carbono-14, es inestable o radiactivo. La abundancia natural del carbono-12 y del carbono-13 es del 98,89 % y 1,11 % respectivamente, mientras que la del carbono-14 es de 1,0·10e-10 %. El carbono-14 tiene un periodo de semidesintegración de 5730±40 años de forma continua por los constantes impactos de rayos cósmicos sobre el dinitrógeno de su atmósfera, donde se forman más isótopos.

La tasa más alta de producción de carbono-14 tiene lugar en altitudes entre 9 y 15 km (30 000 y 50 000 pies), y en altas latitudes geomagnéticas, pero el carbono-14 se distribuye uniformemente sobre la atmósfera y reacciona con el dioxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este dióxido de carbono también es absorbido por los océanos, disolviéndose en el agua. De forma aproximada se puede considerar que el flujo de rayos cósmicos es constante durante largos períodos y, por tanto, que el 14C se produce a un ritmo constante. De esta forma, la proporción de carbono radiactivo y no radiactivo permanece constante en la atmósfera.

El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo de carbono a las plantas de manera que la proporción 14C/12C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas, por lo que la proporción también es similar. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos y la concentración del isótopo 14C va decreciendo conforme va transformándose en 12N por decaimiento radiactivo. El 14C decae de forma exponencial, es decir, la tasa de decaimiento disminuye de forma proporcional al número de átomos restante.

Esta es la base de la datación.

La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como “edad radiocarbónica” o de 14C, y se expresa en años BP (Before Present).

libby3 Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. A mediados de los años 90, el nivel de 14C en la atmósfera era un 20 % superior al de 1950 debido al empleo de armas, pruebas y fugas nucleares. Por esto se toman como patrón de referencia las reservas de ácido oxálico almacenadas en el National Institute of Standards estadounidense cuyo contenido de radiocarbono se considera igual al de una muestra de madera de 1950.

Si queremos conocer la edad de una muestra orgánica, nos bastaría con calcular la cantidad de carbono-14 que permanece en la misma. En función de esa cantidad podremos estimar de forma bastante exacta la edad de la muestra investigada. Actualmente es posible datar una muestra de menos de 10 000 años con una precisión de ±40 años.

El “baile de San Vito”o la “danza de los malditos”.

El 1 de agosto de 1518, en Estrasburgo (Francia), llega a su apogeo el fenómeno social acaecido en la Europa medieval, conocido como “balie de San Vito”. Aproximadamente 400 personas bailan enloquecidamente en las calles sin parar. La mayoría murió como consecuencia de infartos cardíacos, ataques cerebrovasculares y agotamiento.

coreomaniaEl fenómeno se conoce como choreomanía; del griego khoreia, baile, y manía, locura. Su origen se puede buscar en un contagio colectivo psicótico, con tintes religiosos e incluso biológicos.

La coreomanía, danzamanía, enfermedad del baile, manía de bailar o, popularmente, baile de san Vito fue un fenómeno social que se produjo principalmente en el continente europeo entre los siglos XIV y XVII.

El conjunto de estos términos harían referencia a un proceso, individual o colectivo, en el que los afectados realizan movimientos involuntarios, incontrolados, irregulares y espasmódicos de las extremidades que muchas veces se asemejan a un baile, unidos a otras manifestaciones como falta de coordinación, dificultades para caminar, hablar o tragar, cambios de personalidad y trastornos cognitivos. Las danzas medievales alemanas, holandesas, francesas y españolas serían recogidas en diversos cuadros y tendrían su expresión literaria en el género de las danzas de la Muerte.

El término fue acuñado por Paracelso (1493-1541),  y se consideró inicialmente una maldición enviada por un santo, por lo general San Juan Bautista (de ahí que a veces se la llamara enfermedad o manía de san Juan) o de San Vito (lo más común), y por lo tanto era conocido como “Danza de San Vito “o” Baile de San Juan “. Las víctimas de la manía de la danza a menudo terminaban sus procesiones en lugares dedicados a ese santo, al que se rezó en un esfuerzo por poner fin al baile; los episodios a menudo estallaron alrededor de la época de la fiesta de San Vito. San Vito fue un mártir siciliano del siglo IV, y es el patrón de los bailarines.

El primer caso conocido de coreomanía se dio en Nochebuena de 1012 en Kölbigk (Alemania). Unas 18 personas se reunieron delante de la iglesia y se pusieron a bailar con abandono. El párroco, indignado por este comportamiento, los maldijo para que no pudiesen dejar de bailar durante un año entero. Los afectados no recuperaron el control de su cuerpo hasta la Navidad siguiente, cuando cayeron en un sueño profundo del que algunos no volvieron a despertarse.

coreomania2Otros brotes se produjeron durante el siglo XIII, incluyendo uno en 1237 en la que un gran grupo de niños viajó desde Erfurt a Arnstadt, saltando y bailando todo el camino, en similitud marcada con la leyenda del flautista de Hamelin. En este episodio más de 100 niños fueron afectados por la coreomanía en Erfurt y se fueron bailando y brincando por el camino hasta Arnstadt, cerca de 25 kilómetros; cuando llegaron a esta población cayeron rendidos al suelo y cuando sus padres los llevaron de regreso a sus casas muchos murieron y otros quedaron sufriendo de temblores toda su vida.

El 24 de junio 1374, uno de los mayores brotes comenzó en Aix-la-Chapelle, Aachen (Alemania), antes de extenderse a otros lugares como Colonia, Flandes, Franconia, Hainaut, Metz, Estrasburgo, Tongeren o Utrecht, y a países como Italia y Luxemburgo. Otros episodios se produjeron en 1375 y 1376, con incidentes en Francia, Alemania y Holanda, y en 1381 se produjo un brote en Augsburgo.

Sobre el brote de Estrasburgo de 1518, se sabe que una mujer llamada Frau Troffea comenzó a bailar en la calle; en cuatro días se le unieron 33 personas, y en un mes había 400 bailarines, muchos de los cuales sufrieron ataques al corazón y murieron.Documentos históricos, incluyendo «apuntes de doctores, sermones, crónicas locales y regionales e incluso notas publicadas por el municipio de Estrasburgo» son enfáticas en que las víctimas bailaban.

coreomania5A tal punto llegó esta locura que en un edicto publicado el 18 de noviembre de 1374 por los magistrados de Maastricht, se prohibió a todo el que sufría de coreomanía que bailara en la iglesia o en la calle; tan solo se les permitía bailar en sus casas.

En cuanto a a los posible tratamientos o reacciones, en el brote de 1374 que se produjo poco después de la pandemia de Peste Negra  fue tratado de una manera similar: se aisló a los bailarines, y algunos fueron exorcizados.  Aquellos que creyeron que el baile era una maldición provocada por San Vito respondieron rezando y haciendo peregrinaciones a los lugares consagrados a Vito.

Una de las primeras tentativas para evitar que la gente siguiera frenéticamente con sus movimientos espasmódicos fue acompañarlos con música, ya que por aquel entonces se consideraba que de esa forma podían equilibrar su cuerpo y alma, y dar armonía a esos arranques epilépticos, pero lo único que se conseguía era un acrecentamiento del estado hipnótico de los afiebrados bailarines.

Después del siglo XIV la coreomanía se hizo cada vez más rara, hasta que desapareció en el siglo XVII.

Entre las posibles explicaciones de este fenómeno se ha hablado de sustancias psicotrópicas, encefalitis, tifus, sectas e histeria colectiva, pero no existe ninguna teoría clara. Una de las teorías más importantes es que las víctimas sufrían de envenenamiento por cornezuelo, llamado ergotismo y que era conocido como fuego de San Antonio en la Edad Media. Durante las inundaciones y los períodos húmedos, el cornezuelo crecía y afectaba al centeno y otros cultivos.

El ergotismo, denominado en el uso coloquial como “fiebre de San Antonio”, “fuego de San Antonio” o “fuego del infierno”, es una enfermedad causada por la ingesta de alimentos contaminados por micotoxinas (toxinas producidas por hongos parásitos), o por abuso de medicamentos que contengan esta misma sustancia. Está causado fundamentalmente por el ergot o cornezuelo (Claviceps purpurea) que contamina el centeno y, mucho menos frecuentemente, la avena, el trigo y la cebada.

Una de las sustancias producidas por el hongo es la ergotamina, de la cual deriva el ácido lisérgico. Los efectos del envenenamiento pueden traducirse en alucinaciones, convulsiones y contracción arterial, que puede conducir a la necrosis de los tejidos y la aparición de gangrena en las extremidades principalmente.

coreomania6Durante la Edad Media las intoxicaciones con ergot eran tan frecuentes que se crearon hospitales donde los frailes de la orden de San Antonio se dedicaban en exclusiva a cuidar de estos enfermos. Estos frailes llevaban hábito oscuro con una gran T azul en el pecho.

Otra posible explicación sería que los brotes fueron producidos por Corea. Corea o Chorea sancti viti (del latín Baile de San Vito) es un término usado para un grupo de trastornos neurológicos denominados disquinesia, caracterizados por movimientos involuntarios anormales de los pies y manos, vagamente comparables a bailar o tocar el piano. Se presenta por contracciones irregulares que no son repetitivas ni rítmicas, pero parecen fluir de un músculo al siguiente.

El término corea fue dado por el médico y alquimista Paracelso (1493-1541) para estos males danzantes y, después del Medievo, pasaría a definir dos formas distintas de enfermedades neurológicas: la corea de Syndenham (descrita el 1668) o corea menor (debida a una fiebre reumática posterior a una infección faringoamigdalar por el Streptococcus pyogenes) y la corea de Huntington (descrita en 1872) o corea mayor (genética, hereditaria y degenerativa).

La corea, se caracteriza por síntomas similares a los de la manía de baile, aunque también se ha hablado de forma poco convincente y no se ha considerado como una forma de epilepsia y los científicos han descrito la manía de baile como un “trastorno mental colectivo”, “trastorno histérico colectivo”, y “la locura de masas”.

La corea menor fue tipificada en 1625 por Horstius, pero la descripción más completa y precisa fue publicada en 1686 por Sydenham, a consecuencia de lo cual la enfermedad lleva hoy su nombre.

La corea de Sydenham —también conocida como “corea menor”, “mal de San Vito” o “baile de San Vito”, chorea sancti viti, “corea aguda” o “corea reumática”— es una enfermedad infecciosa del sistema nervioso central, debida a una fiebre reumática posterior a una faringoamigdalitis producida por la bacteria Streptococcus pyogenes. Algunos casos raros pueden estar asociados con el embarazo, y en este caso se denominan “corea gravídica” o chorea gravidarum.

El dolor y la irritación de garganta suelen preceder a las manifestaciones clínicas de la corea en sí. Esto se debe a la infección orofaríngea con S. pyogenes. Transcurridas entre 1 y 5 semanas, se presentan síntomas súbitos y agudos de fiebre reumática.

Normalmente, el primer y principal síntoma concreto de la corea de Sydenham suele referirse a cambios inexplicables en el trazo de la letra manuscrita.

Los signos coreicos consisten en contracciones incontrolables y espasmódicas de diversos grupos musculares, carentes de eficacia y similares a fasciculaciones(éstas últimas no producen desplazamiento de la articulacion). Casi siempre, el paciente ha perdido la motricidad fina en los dedos y las manos, lo que explica los cambios patológicos en la escritura manual.

coreomania4Los movimientos coreicos son continuos, incesantes, reiterativos y, si bien suelen localizarse en los miembros, no es raro observarlos también en cara y cuello.

La enfermedad de Huntington (llamada también corea de Huntington y conocida antiguamente como baile de San Vito o mal de San Vito, es un trastorno genético hereditario cuya consideración clínica se puede resumir en que es un trastorno neuropsiquiátrico. Sus síntomas suelen aparecer hacia la mitad de la vida de la persona que lo padece (unos 30 ó 50 años de media) aunque pueden aparecer antes y los pacientes muestran degeneración neuronal constante, progresiva e ininterrumpida hasta el final de la enfermedad que suele coincidir con el final de su vida por demencia y muerte.

La enfermedad produce alteración psiquiátrica y motora, de progresión muy lenta, durante un periodo de 15 a 20 años. El rasgo externo más asociado a la enfermedad es el movimiento exagerado de las extremidades (movimientos coréicos) y la aparición de muecas repentinas. Además, se hace progresivamente difícil el hablar y recordar. En las etapas finales de la enfermedad, la duración de los movimientos se alarga, manteniendo los miembros en posiciones complicadas y dolorosas durante un tiempo que puede prolongarse hasta horas.

Una obra de ingeniería inmensa y una operación de rescate arqueológico para la Historia. La Presa Alta de Asuán en Egipto.

El 21 de julio de 1970 se finaliza la construcción de la Presa Alta de Asuán, El saad al Aali, en Egipto.

assuan2El 11 de enero de 1960, en Egipto comienza a construirse la gigantesca presa de Asuán (Presa alta). Asuán es una ciudad enclavada en la margen derecha del Nilo, junto a la primera catarata. Se han construido en esta zona dos presas: la nueva Presa Alta de Asuán y la menor y más antigua, Presa de Asuán o Presa Baja de Asuán.

La Presa Alta tiene 3600 m de largo y 980 m de ancho en la base, por 40 m de ancho en la cúspide y 111 m de alto, con un volumen de material de 43 millones de m³. En condiciones de máxima capacidad puede dar salida a 11.000 m³ de agua por segundo. Posee aliviaderos de emergencia adicionales para un volumen de 5.000 m³ y el canal de Toshka, que enlaza el embalse con la depresión Toshka. Este embalse, denominado Lago Nasser, tiene 480 km de largo y 16 km en su parte más ancha; su área en la superficie es de 6.000 km² y contiene entre 150 y 165 km³ de agua. Inundó gran parte de la baja Nubia y fueron trasladadas más de 90.000 personas.

Con una producción hidroeléctrica de 10 000 GWh/año, la presa alberga 12 generadores de 175 megavatios cada uno. El suministro eléctrico comenzó en 1967, cuando la presa alcanzó su cenit de producción, generando aproximadamente la mitad de la electricidad necesaria para el consumo de todo Egipto (alrededor del 15% en 1998) y permitiendo, por primera vez, la conexión eléctrica en la mayoría de los pueblos egipcios.

assuanEl Nilo se desbordaba anualmente, cuando las aguas procedentes de Uganda y Sudán fluían hacia el bajo Nilo en verano. Desde la antigüedad, estas crecidas fueron las que convirtieron las tierras próximas al río en una fértil vega, ideal para la agricultura, al dejar un sedimento de nutrientes y minerales en el suelo, el limo. Sin embargo, la impredecible alternancia del nivel de las crecidas conllevaba la pérdida de cosechas enteras por anegamiento o sequía y la consiguiente hambruna en la población, por lo que se consideró necesaria la construcción de una presa que regulara el nivel de las inundaciones para proteger las tierras de labor y los campos de algodón.

Los efectos de las peligrosas inundaciones de 1964 y 1973 y las terribles sequías como las de 1972-73 y 1983-84 quedaron mitigados. Se creó una nueva industria pesquera alrededor del lago Nasser que continúa en su pugna por prosperar debido a la distancia a la que se encuentra cualquier mercado significativo.

En 1959 se inició una campaña internacional de recaudación de fondos para salvar los monumentos de Nubia, ya que algunos de ellos estaban en peligro de desaparecer bajo el agua, como consecuencia de la construcción de la presa de Asuán.

assuan5Un esquema para salvar los templos se basó en una idea de William MacQuitty para construir una represa de agua potable alrededor de los templos, con el agua mantenida a la misma altura que el Nilo. Debía haber cámaras subterráneas. En 1962, la idea fue concretada en una propuesta presentada por los arquitectos Jane Drew y Maxwell Fry y el ingeniero civil Ove Arup. En ella, consideraron que alzar los templos ignoraba el efecto de erosión del asperón por los vientos del desierto. A pesar de que se reconoció que la propuesta era extremadamente elegante, fue rechazada.

El rescate de los templos de Abu Simbel fue iniciado en 1964 por un equipo multinacional de arqueólogos, ingenieros y operadores de equipo pesado que trabajaron juntos bajo el estandarte de la Unesco. En total, costó unos 40 millones de dólares de la época. Entre 1964 y 1968, todo el sitio fue cuidadosamente partido en grandes bloques (de un promedio de 20 toneladas y un máximo de 30 toneladas cada uno), desmantelado, elevado y reensamblado en una nueva ubicación 65 metros más alta y 200 metros más lejos del río, o fueron donados a los países que colaboraron en el rescate, como el templo de Debod, actualmente en Madrid, España, en uno de los mayores desafíos de la ingeniería arqueológica en la historia. Incluso fueron salvadas algunas estructuras sumergidas en las aguas del lago Nasser. Hoy en día, miles de turistas visitan los templos a diario.

La realización de la gran represa tuvo graves consecuencias en el frágil equilibrio del milenario ecosistema, sobre todo porque los ingenieros que la diseñaron no tuvieron en cuenta el impacto ecológico que su construcción tendría sobre la fauna, la flora, y también sobre la economía de los pueblos que habitaban los márgenes del Nilo.
Las consecuencias medioambientales han sido numerosas: sedimentación excesiva aguas arriba, erosión aguas abajo, assuan3desaparición de especies animales que efectuaban migraciones a lo largo del río, destrucción y salinización del delta del Nilo (la reducción del caudal del río ha causado que las aguas saladas del Mar Mediterráneo penetren en el terreno a lo largo de la costa cercana a la desembocadura), disminución de la productividad en las pesquerías, emigración de animales marinos al suprimirse la barrera de la salinidad, subida del nivel freático de las aguas en las vegas cercanas, contaminación del río provocada por los fertilizantes, herbicidas y pesticidas.

Otra de las consecuencias negativas para la población ha sido el aumento de riesgo sanitario puesto que los canales de riego agrícola y los márgenes del lago Nasser son el hábitat perfecto para animales que transmiten enfermedades, tales como el mosquito de la malaria (mosquito Anopheles) y los caracoles que propagan el parásito de la bilharziasis (Schistosoma sp.).

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