23 abril, 2013

El déficit gravitatorio de Canadá





11 de abril de 2013, Miles Mathis.

No sé si has oído que Canadá tiene un déficit gravitatorio, pero lo tiene. Está centrado en la Bahía de Hudson, como puedes ver en la foto de arriba, y es enorme, tanto en tamaño como en intensidad. Se informó ampliamente al fin en el mainstream este enero. Eso es ya de por sí extraño, considerando que los datos y la teoría para "explicarlo" han estado rondando hace años. La teoría principal que explica las anomalías gravitatorias es la convección del manto, la cual causa variaciones de masa. Esas variaciones causan luego variaciones gravitatorias. Desafortunadamente, la anomalía de Canadá resultó ser demasiado larga para explicarse mediante la convección (a pesar del hecho de que, para empezar, la teoría de la convección es una teoría forzada). Así que los geofísicos se pusieron manos a la obra para forzar por segunda vez la teoría para intentar explicar este caso específico. Mark Simons del Caltech inventó esta teoría en 1997, usando el "ajuste postglacial incompleto". Así que echemos un vistazo a esa teoría, para ver si tiene algún mérito potencial.

Simons y su amigo del MIT Bradford Hager se dieron cuenta de que la mancha azul estaba centrada en la bahía de Hudson, lo que parecía sugerir una solución:

Hace unos 18.000 años, la Bahía de Hudson era el centro de un glaciar de tamaño continental. Conocido como la capa de hielo Laurentino, este glaciar tenía un grosor de varios kilómetros. El peso del hielo arqueó la superficie de la tierra hacia abajo. La gran mayoría del hielo se derritió finalmente a finales de la Edad de Hielo, dejando una depresión tras de sí. Aunque esta depresión ha perdurado miles de años, ha estado recuperándose gradualemente o "aplanándose a sí misma". El término "ajuste postglacial" se refiere exactamente a este comportamiento, mediante el que la tierra antes cubierta por glaciares se eleva después de que la carga de hielo haya desaparecido. Se ven evidencias de esto en las líneas costeras localizadas cerca del centro de antiguas capas de hielo desaparecidas. Esas líneas costeras ya se han elevado varios cientos de metros y continuarán repuntando. El ritmo al que el área repunta es una función de la viscosidad de la Tierra", dice Simons. "Observando el ritmo al que se produce el repunte de ese área, es posible aprender sobre la viscosidad del planeta. El modelo preferido sugiere que por debajo de las partes más antiguas de los continentes (algunas de las cuales tienen más de 4 mil millones de años de antigüedad) la viscosidad de los 400 kilómetros más externos de la Tierra es mucho más firme que en los océanos. Por lo tanto, estas quillas continentales pueden resistir la erosión del flujo convectivo que provoca la tectónica de placas.

En otras palabras, la gravedad es ahora menor donde el hielo era más grueso hace 18.000 años. El hielo empujó la tierra hacia abajo, así que hay menos tierra ahí ahora. "El área alrededor de la Bahía de Hudson tiene menos masa porque parte de la Tierra ha sido empujada hacia los lados por la capa de hielo. Menos masa significa menos gravedad."

Una de las peores teorías de la historia, como ya vemos. El primer problema es que la anomalía actual no coincida con la capa de hielo Laurentino, o con las capas de hielo en general. Lo vemos en sus propios mapas:




Para empezar, la parte sur de Groenlandia está más o menos a la misma latitud que la Bahía de Hudson y el centro de la anomalía gravitatoria, y aún así el sur de Groenlandia está rojo en el mapa gravitatorio. No nos muestran Rusia en el mapa gravitatorio actual, pero aunque Rusia tiene su capa de hielo equivalente en el piso Tarantiano—que, como la capa de hielo de Canadá, se ha derretido desde entonces—no tiene un déficit gravitatorio equivalente. Aunque las historias americanas y canadienses lo ocultan, podemos encontrar datos en The Geologic Survey of Norway:



Canadá está a la izquierda, Rusia a la derecha. Aunque tenemos algunas zonas azules en la Rusia central, no son ni de lejos tan prominentes como en Canadá. Y curiosamente, tenemos manchas rojas encima de ellas, como vemos en Finlandia y el oeste de Rusia, centradas alrededor de San Petersburgo; mira aproximadamente a las 4 y media del mapa. El circulo azul oscuro del norte de Groenlandia también contradice la teoría, puesto que todavía hay una capa de hielo ahí que no se ha derretido. La mancha azul al norte de Alaska es un problema. La mancha azul en medio del Océano Pacífico a las 12 en punto también es un problema, como lo es la de Suecia. ¿Por qué iba a tener Suecia un gran mínimo azul, mientras que Noruega justo al lado tiene un máximo rosa chillón? Esta teoría de la viscosidad/capas de hielo está muerta antes de nacer.

Y ojalá fuera el único problema de la teoría. Vemos un segundo problema en el enlace de HowStuffWorks, donde se reconoce ahora que la teoría de la capa de hielo sólo puede contribuir al 25-45% de la anomalía de Canadá. A medida que pasan los años, parecen darse cuenta de lo débil que es la teoría, así que siguen reduciéndola. En su artículo de Nature de 1997, Simons y Hager reconocen incluso, "De hecho, hay una correlación global pobre entre el campo de gravedad observado y el predicho por los modelos de ajuste postglaciar isostático." Para sortear esto, ignoran la amplitud local del campo gravitatorio y las correlaciones globales como función de armónicos esféricos, desviándote en su lugar hacia un "método de localización espacio-espectral para representaciones de armónicos esféricos en conjuntos de datos globales. Este método es similar a las técnicas wavelet en el dominio cartesiano y encaja bien con los datos globales geofísicos." ¿Encaja?

 El método se puede expresar como un enventanado espacial seguido por descomposición espectral. Usamos una ventana suave con simetría axial con una anchura característica espacial del doble de la longitud de onda considerada. La ventana se traslada a lo largo del globo proporcionando conjuntos de coeficientes localizados en todas la posiciones y longitudes de onda.

A mí me suena a forzar los datos. ¿La gravedad tiene un espectro o una longitud de onda? No, así que ¿Cómo aplican esto a las lecturas de los datos? No lo sabemos, porque no entran en detalles. Simplemente señalan una referencia de un artículo en la GJI en una nota a pie de página, donde usan un método similar para analizar el manto de Venus. Dependiendo toda la teoría de este método, es una técnica de distracción ponerlo en una referencia en una nota a pie de página. La lectura de los datos no debería ser tan difícil, y ya sospechamos. Nuestra sospecha se acrecienta cuando leemos esto en el artículo de la GJI:

Muchos análisis e interpretaciones de la topografía y la gravedad de Venus dependen fuertemente de las  hipótesis hechas durante la manipulación del campo... En particular, buscamos técnicas para estimar el contenido en frecuencia de la señal como una función de la posición, técnicas generalmente conocidas como métodos de localización.

Bien, TODAS las interpretaciones y teorías dependen fuertemente de las "hipótesis hechas durante la manipulación del campo". Pero es curioso que llamen a su interpretación una "manipulación del campo". Es casi como reconocer que están manipulando los datos. Muy extraña elección de palabras, cuando menos. Empiezo a ver que necesitaré escribir un artículo completo sobre cómo fuerzan los datos con "métodos de localización", pero tendré que resumirlo aquí para vosotros. La mejor manera de hacerlo puede ser usando esta cita de los autores:

Cómo esta estrategia es nueva, el desarrollo del método se proporciona en detalle junto con un ejemplo sintético. La estrategia de multirresolución distingue las características que tienen grandes amplitudes pero están limitadas en extensión espacial de aquellas que son de gran longitud de onda y de carácter cíclico, es decir, hacemos una distinción crucial entre una escala de longitud característica y una longitud de onda característica. Esta distinción se ve tipificada en la función delta, que tiene una escala de longitud cero pero incorpora el dominio espectral completo.

Lo que significa esto es que no están tratando la gravedad como si fuera espectral, están tratando los datos como si fueran espectrales. Ten en cuenta la cita anterior, donde dicen que estiman el contenido en frecuencia de la señal. Así que la frecuencia se fabrica en los datos, no en el campo. Básicamente, para poder forzar mejor los datos, se han inventado muchos métodos nuevos de recopilar datos. Los datos mismos se tratan como un campo matemático, y las matemáticas se manipulan después aplicándoles varios modelos computerizados y modelos numéricos. Por supuesto—como hemos visto tantas veces antes—se puede sacar cualquier evidencia de esta manera. Con el modelado y las matemáticas suficientes, puedes demostrar cualquier cosa. Fíjate que los autores reconocen que este método es nuevo, arriba. Pero:

Las técnicas no estacionarias de estimación espectral no son nuevas. Las wavelets y otros métodos de resolución múltiple son comunes hoy día para el análisis de series temporales y procesado de imágenes (e.g. Daubechies 1992). Existen técnicas de localización tanto para datos 1D como 2D, pero las técnicas disponibles están diseñadas para el dominio Cartesiano (sin embargo, véase Schroder y Sweldens 1995). Presentamos aquí una técnica para la localización espacio-espectral de los datos de una esfera.

Esto quiere decir que están forzando los datos de varias formas con patrones de longitud de onda o de escala de longitud, y luego extrapolando técnicas usadas para datos lineales a datos de una esfera. Esto les permite forzar los datos dos veces nada más empezar. Para entender realmente las trampas haría falta un análisis más riguroso del que quiero dar aquí, pero ya deberías ver que estos tipos se han sumergido en un profundo pozo para forzar los datos, uno que no han ocultado muy bien. Si la teoría de las capas de hielo explicaba realmente los datos de los mapas gravitatorios, no tendrían que haberte distraido con todos estos nuevos métodos de análisis. Es solamente cuando tu teoría no encaja con los datos cuando necesitas esconderte detrás de un montón de nuevas matemáticas y metodología.

Afortunadamente, podemos ver las contradicciones de la teoría sin tener que estudiar sus modelos forzados. Podemos volver a las primeras citas de arriba, viendo qué poco sentido tienen. Te recuerdo que reconocen que las capas de hielo tenían varios kilómetros de grosos y abarcaban continentes. Cubrían el continente norteamericano al completo, por encima de Kansas. Si esto es así, entonces ¿Cómo pudo la tierra ser "empujada hacia los lados"? No había lados. Mira el mapa de la capa de hielo. La capa de hielo llegaba en realidad más allá del borde de la tierra, así que no había "lados". ¿No debería comprimir el peso de la capa de hielo el continente entero, haciéndolo más denso en su conjunto? Dada su propia teoría de viscosidad y compresibilidad, un peso encima solo puede contribuir a la densidad global. Buen, como más densidad conlleva más gravedad, deberíamos ver más gravedad, no menos. Ignoran esta lógica, por supuesto. Forzando estos modelos, pueden seguir el radio e ignorar la densidad.

Pero incluso siguiendo el radio (la altitud, o distancia al centro de la Tierra) no les ayudaría, porque los mapas no siguen el radio tampoco. No todas las áreas de Canadá que muestran pérdidas gravitatorias tienen una altitud baja actualmente. Algunas, como la misma Bahía de Hudson, son de baja altitud, pero no tenemos evidencias de que la Bahía sea estrictamente un producto de la capa de hielo. Si fuera así, toda Canadá sería una bahía de baja altitud. Pero sea como fuera, sabemos que las Montañas Rocosas se elevaron hace más de 75 millones de años, mucho antes de la capa de hielo Laurentino. Así que las Montañas rocosas no son "tierra que fue empujada hacia el lado" por la capa de hielo. La capa de hielo estaba justo encima del grupo. La capa de hielo habría comprimido a las Rocosas como todo lo demás, añadiendo densidad por todas partes. ¿Por qué no lo hizo?

Se me dirá que las Rocosas ya eran suficientemente densas como para ser comprimidas, pero nada en la Tierra es tan denso. Todo puede ser comprimido, y todo será comprimido equitativamente. Puede reaccionar de forma diferente, pero la fuerza es la misma con la misma causa. Se me dirá que la causa no era la misma, porque había más hielo sobre los terrenos más bajos. Cierto, pero solo parcialmente. ¿Cual es la altura de las Rocosas en Canadá? Unos 5km. Pero eso es sólo una línea estrecha al oeste. La mayor parte de Canadá está por debajo de 1km, así que habría estado por debajo de la mayor parte del hielo.




Por esta razón, Canadá no debería mostrar las variaciones gravitatorias que muestra. Para ver esto de forma simple, compara este mapa de elevación con el mapa gravitatorio de debajo del título. ¿Ves cómo el mapa de elevación varía principalmente de este a oeste? Las líneas montañosas van principalmente de norte a sur, lo que evidencia que ves más variación si viajas de este a oeste. Bien, el mapa de gravedad es justo lo contrario. Como ves, sus líneas van de este a oeste, indicando que verás más variación si viajas de norte a sur.



He girado el mapa 90 grados para que puedas ver lo que quiero decir. Las líneas azules y verdes van aquí a lo largo de Canadá, mientras que en los mapas de elevación las líneas van de arriba a abajo. Así que la gravedad no sigue la elevación. Hay montañas al norte y al este de la Bahía de Hudson, pero los mapas gravitatorios no nos dan señales de ello. Mira las montañas en Quebec, al este de la Bahía de Hudson. No fueron aplastadas por el hielo, así que ¿Por qué están en verde en el mapa de arriba? Esperaríamos que fueran amarillas o rojas, como las Rocosas. Como Simons y Hager reconocieron, los mapan no concuerdan.

Esa zona azul en el Atlántico también parece peculiar, especialmente con los rojos y amarillos alrededor. Lo que nos lleva a la teoría de la convección. Como se verá, la teoría convenctiva es tan pobre como la de las capas de hielo. En los océanos, la teoría de la convección tiene que explicar todas las variaciones, especialmente más cerca del ecuador. La teoría de las capas de hielo no les va a ayudar ahí. Pero la teoría de la convección ni siquiera se acerca a explicar los mapas gravitatorios. Como he mostrado en artículos anteriores[por traducir], la teoría de la convección es una serie de forzados y manipulaciones ad hoc, y no importa cuanto apilen y combinen esas teorías, no pueden hacer que coincidan con los datos. Pueden explicar algunos datos limitados en periodos cortos, sí. Pero los datos en general, no. La teoría de la convección no puede explicar nada porque no está basada en una teoría del campo subyacente. No saben qué está causando las fuerzas iniciales y las variaciones, así que están perdidos cuando intentan explicar los efectos más cerca de la superficie

La mejor manera de demostrar que no entienden el campo subyacente es mostrarte el campo subyacente. Cuando compares sus teorías con la mía, verás con precisión cómo fallan las suyas. La causa real de esas variaciones de gravedad son variaciones de carga. Cuando ves una mancha azul, estás viendo más carga; rojo, menos carga. Como el campo de la Tierra es un campo unificado de gravedad y carga, y como los vectores de la carga y la gravedad están enfrentados en el campo, más carga significa menos campo unificado. Como estamos midiendo el campo unificado con nuestras máquinas—y no el campo gravitatorio aislado—estos son los mapas que obtendremos.

Déjame aclararlo, para aquellos que no hayan leído mis artículos anteriores sobre el campo unificado. He mostrado que el campo gravitatorio de Newton es en realidad un campo dual, con dos componentes. Newton comprimió el campo dual en un campo único, que expresó con la ecuación simplificada

F=GMm/r²

En esa ecuación, G es una constante, que Newton no le asignó nunca a nada. Conoemos un número para ella, pero todavía no está asignado a nada. Se usa sólo porque funciona. He mostrado que es una transformada de campo entre los dos campos que subyacen en la ecuación. Básicamente es una transformada de escala entre el campo de carga y el campo gravitatorio aislado. Sí, la ecuación de Newton contiene a la carga y ya está unificada. Esa es la razón por la que no hemos sido capaces de unificarla (esta o las ecuaciones de campo Einstein) con la mecánica cuántica. La mecánica cuántica es un campo de carga, y como lo que llamamos gravedad ya incluye a la carga, no pudimos unificar la mecánica cuántica con la gravedad. No pudimos añadir lo que ya estaba ahí.

Así que la carga ya está en el campo. Pero como vectores, los dos campos están en oposición. El campo de carga apunta hacia afuera en la superficie de la Tierra y la gravedad apunta hacia abajo. Esto se debe simplemente al movimiento. Si monitorizamos una partícula de prueba cerca de la superficie de la Tierra, el campo gravitatorio aislado provoca que se mueva hacia abajo. El campo de carga provoca que se mueva hacia arriba. Como la gravedad es más fuerte, la partícula se mueve hacia abajo.

¿Por qué el campo de carga provoca que se mueva hacia arriba? Porque la carga son fotones reales. La Tierra recicla estos fotones reales, absorbiéndolos en los polos y emitiéndolos con más intensidad cerca del ecuador (o a 30ºN y 30ºS). Así que hay fotones de verdad moviéndose hacia arriba por todos lados. Están golpeandote desde abajo ahora mismo, contrarrestando un poco a la gravedad. Lo que llamamos gravedad, lo que medimos, es una combinación de los dos campos.

Esto explica los mapas de variación de gravedad, porque las variaciones que estamos cartografiando se deben principalmente a variaciones de carga. Una vez que separamos los dos campos, la gravedad solo varía con el radio, y el radio de la Tierra no varía lo suficiente o en los lugares adecuados como para explicar estos mapas. Sólo las variaciones de carga pueden explicarlos.

Una vez que entiendas esto, verás que la geofísica del mainstream está grosso modo en el camino correcto. En la teoría de convección, intentan seguir las variaciones de densidad del manto y la corteza. Pero como no entienden lo que está siendo canalizado a través del manto y la corteza, no entienden los mecanismos de convención. Es carga lo que está en convección, no variaciones de calor, presión o compresión. Sí, resulta que la carga tiene un pico en el infrarrojo, a lo que llamamos calor. Esto enmascara la carga como calor, y el mainstream modela a veces la convección como transferencia de calor desde el núcleo. En esto no se equivocan terriblemente. Excepto que tienen el modelo incorrecto para el calor del núcleo. No es una dinamo, es reciclaje de carga[por traducir].



Para ver cómo funciona esto, miremos este mapa del satélite GRACE. Como he dicho, siguen explicando este mapa principalmente mediante la convección, pero no saben qué es lo que está en convección. Ahora que sabemos que es carga, podemos explicar las variaciones de manera bastante fácil. El azul es donde la carga se mueve hacia arriba a través de la Tierra con más facilidad, y el rojo es donde se mueve con más dificultad. Por esta razón, los rojos deben estar donde tenemos mayores densidades a lo largo del camino de la carga. Esas densidades pueden estar en la corteza superior o inferior, o en el manto. Incluso pueden estar más abajo, pero tenemos menos variaciones más abajo, así que la mayoría de esas variaciones se verán arriba, más cerca de la superficie. Podemos ver montañas bloqueando a la carga, y eso no es ninguna sorpresa. Tenemos a la vez más densidad y más masa a un radio mayor, así que las montañas bloquearán naturalmente que viene hacia arriba desde abajo. Vemos rojos o amarillos en las Rocosas, el Himalaya, los Andes, los Urales, los Alpes y los Balcanes, Japón, Nueva Guinea, las Filipinas, Borneo, la Gran Cordillera Divisoria, las montañas de Sudáfrica, y los Montes Pónticos de Turquía.

También vemos azules a lo largo de los 30ºN, excepto donde tenemos montañas que bloquean la carga. Excepto en el Atlántico central, que nos lleva a nuestra segunda mayor entrada de densidad: el grosor de las placas. Si las placas son gruesas también pueden bloquear la carga, mientras que las placas más delgadas la dejarán pasar. Lo vemos claramente por debajo de la India, donde tenemos un bajón de gravedad incluso más pronunciado que en Canadá. Esa resulta ser también la localización de la extremadamente delgada placa India.




Aquí podrás notar que los picos de gravedad también siguen los bordes de las placas y la actividad volcánica. Eso es porque las placas tienden a ser más gruesas donde se encuentran. Se aplastan unas a otras, incrementando tanto la densidad como el grosor, tal como podrías esperar. 



De nuevo, compara esto con el mapa de gravedad de GRACE:



Los rojos están en las uniones de las placas, donde vemos mucho vulcanismo. Los azules están en el centro de las placas. Así que el mínimo gravitatorio de Canadá no tiene nada que ver con capas de hielo. Tienen algo que ver con la convección, pero necesitamos la carga para explicar lo que está en convección. Es la carga. La carga está atravesando más fácilmente hacia arriba el área de Canadá, y lo hace porque se mueve a través del centro de la placa de Norteamérica. La placa es más delgada en el centro, así que la carga pasa más fácilmente. Estamos viendo la carga canalizada hacia arriba a través de las placas.

Ahora que ves lo fácil que es solapar estos mapas, explicando uno con el otro, te preguntarás por qué no se ha hecho antes de que yo lo hiciera. Bien, no es difícil una vez que tienes la carga, pero nadie antes que yo tenía la carga moviéndose como yo la tengo. No habían desengranado la ecuación de la gravedad de Newton, así que no se dieron cuenta de que el campo estaba unificado. No se dieron cuenta de que la gravedad ya incluía a la carga. Del mismo modo, no entendían el mecanismo de reciclaje de la carga. Sin eso, no piensas en buscar la explicación que acabo de dar. Si no la buscas, no la encuentras.

Ten en cuenta que una vez que tienes la teoría correcta, no necesitas matemáticas ni modelos complejos  para explicar los datos. No necesitas los métodos de localización espacio-espectrales de Simons y Hager, ni necesitas ventanas de simetría axial o métodos de resolución múltiple o técnicas wavelet. Sólo necesitas volver atrás y desengranar algunas ecuaciones simples. Una vez que lo haces, tienes la llave de todas las puertas.


Traducción de Roberto Conde.