jueves, 16 de agosto de 2007

LUMINISCENCIA

LUMINISCENCIA:
Habiendo sucedido esta gran catastrofe aqui en el Perú a las 6:40 p.m. del 14 de Agosto del 2007 recuerdo que senti durante los casi 120 segundos que duró este sismo en el Callao en plena Avenida Saenz Peña cuadra tres, un terror espantoso que no lo di a demostrar ante mi secretaria la Sra. Betty Grey y colegas presentes pues en mis pensamientos estaba que en cualquier momento se abria la tierra y se venian abajo las paredes, y creo que ese pensamiento primaba entre todas las personas que salieron a la avenida con la finalidad de protegerse. Lo que más me llamo la atención fue un inusual movimiento ondulante de la avenida y es la primera vez que lo sentí en mi vida, y puedo decir que soy un "experimentado en terremotos" pues senti todos los que se presentaron en Lima desde 1966, pero lo mas sorprendente fué la presencia de un circulo luminoso gigantesco en pleno cielo que, asi como se presentó durante el sismo igualmente desaparecio casi inmediatamente con la conclusión del movimiento telúrico. Creo que ante el nerviosismo reinante no todas las personas se percataron de dicho fenómeno. Creó que si antes de verlo alguién me hubiera contado que lo había visto, en realidad no le hubiera creido.
Me interesé que era aquello y en algún medio de comunicación dijeron que se trataba de una luminiscencia, pero que era eso? y porque se presentaba?, al menos era la primera oportunidad en que yo lo observaba.
La ocurrencia de Luces Destellantes ó Luminiscencias que salen del interior de la tierra a manera de rayos se pueden presentar durante o después de un movimiento sísmico llamese terremoto o maremoto. Generalmente es producido por altas presiones o tensiones a que son sometidas las grandes rocas de las placas marinas, producto de las fuerzas tectónicas y sucede lo que se llama la PIEZOELECTRICIDAD y consiste en la polarización de los cristales que componen ciertos minerales por efectos de la presión o tensión, especialmente de Silicio como el Cuarzo y Turmalina (Silicato de Aluminio y Boro).
La polarización eléctrica de estos cristales ocurren cuando las cargas eléctricas de un material son excitadas, las cuales provocan el movimiento de las cargas positivas y negativas en sentido contrario y agrupándose. Se producen en este caso unos "relampagos" que se movilizan de la tierra al cielo, causando este fenómeno.
Les voy a enumerar algunos fenómenos similares:
A) LA PIEZOELECTRICIDAD
Algunos cristales dieléctricos, como el cuarzo, presentan una propiedad eléctrica peculiar: generan cúmulos de cargas eléctricas, de signos opuestos, en cado uno de sus ejes polares si son sometidos a compresión mecánica. Esta separación de cargas genera un campo eléctrico que permanece en tanto se mantenga la compresión. La intensidad del campo eléctrico de un solo cristal es prácticamente indetectable, pero la acción de una gran cantidad de cristales produce una gran intensidad que puede, incluso, superar el gradiente dieléctrico del medio en el que se encuentran y generar una descarga eléctrica con emisión de luz. Este mecanismo es el que algunos investigadores, como David Finkelstein, James Powell y R. Hill, presentan como responsable de las Luces de los Terremotos EQL (Earth Quake Lights).
El cuarzo es un elemento muy difundido en la corteza terrestre; el terremoto de Izu del 26 de noviembre de 1930 se produjo en una zona con alto contenido en cuarzo. En la elaboración de su teoría, Finkelstein y Powell calcularon que una onda sísmica con frecuencias comprendidas entre 1 a 10 Hz, pueden ejercer una presión de 30 a 300 bar, que a su vez puede generar un campo eléctrico en el medio de 500 a 5,000 V/cm. Para una distancia de media longitud de onda sísmica, se pueden obtener gradientes de potencial parecidos a los que generan los relámpagos en una tormenta atmosférica normal (5 x 107 a 5 x 108 V). De esta manera el fuerte campo eléctrico en la superficie puede generar las centellas, luces, y globos luminosos que se reportan en los terremotos.
El único punto débil de esta teoría es el hecho de que para soportar un gradiente de potencial tan elevado se necesita una resistividad del terreno extremadamente elevada (109 Ohm x metro), mientras que el valor real medido resulta ser de sólo 300 a 3,000 Ohm x metro. Esto ha hecho que se introduzcan nuevos parámetros para corregir la teoría y poder sostener su validez. Sin embargo, algo que le ha dado cierta validez a la teoría son las experiencias en laboratorio con varios tipos de roca.
En el terremoto de Tangshan, de 7.8 en la escala de Mercalli (M 7.8), del 28 de julio de 1976 se captaron extrañas interferencias en las comunicaciones de radio. También se han captado emisiones de RF (radiofrecuencia) en el rango de 106 Hz. (Mhz). El 31 de marzo de 1980, por ejemplo, se captaron señales en la banda ELF de 10 Hz a 81 KHz, durante 30 minutos antes del terremoto (M 7) en Tokio. La señal provenía de un lugar a 250 Km de distancia del receptor de radio y a una profundidad de 480 Km.
Uzi Nitsan, en 1977 demostró que todos los materiales que contienen minerales piezoeléctricos, como el cuarzo, granito y arena, si se someten a compresión, emiten señales de RF, lo que no ocurre con los materiales como el basalto, la obsidiana o las rocas calcáreas.
B) CAMPO ELECTRICO DEBIDO AL CONTACTO O SEPARACION DE MATERIALES ROCOSOS.
Cuando dos tipos de rocas se ponen en contacto se genera un gradiente de tensión debido a la composición química distinta de los materiales, creando un cúmulo de carga eléctrica a lo largo de la superficie de contacto. Esta situación permanece en tanto no se retorne al equilibrio eléctrico al pasar los electrones de la zona con potencial mayor a la de menor. Esta separación momentánea de carga genera un campo eléctrico modesto, que en escala macroscópica, en el caso de un terremoto, puede producir un campo eléctrico de gran intensidad capaz de producir EQL. Una acción diametralmente opuesta, es decir, la separación instantánea de dos rocas, como la que ocurre en una zona de fractura, da origen a un gradiente de potencial a lo largo de la superficie de la rotura, dando lugar a un paso de electrones a través del proceso llamado “efecto túnel”.
C) TRIBOELECTRICIDAD O PIROELECTRICIDAD
En su investigación Musya y Terada recogieron varios testimonios de luces observadas a lo largo de los flancos de la montaña, en concomitancia con las avalanchas. La causa era debida a la triboluminiscencia y la piroelectricidad.
La triboelectricidad es la propiedad de algunos materiales e electrizarse por fricción. La fricción genera calor y esto produce otro mecanismo: la piroelectricidad.
En este caso algunos cristales, como la turmalina se calientan produciendo una separación de cargas en las caras opuestas de su estructura. A gran escala esto produce valores de campo eléctrico elevados
D) MOVIMIENTOS OSCILATORIOS DEL AIRE A NIVEL DEL SUELO.
James E. McDonald, el famoso ufólogo y geofísico de los sesenta, analizó varios casos de terremotos con presencia de luces, a finales de esa década, y llegó a la conclusión de que un posible mecanismo residía en la violenta perturbación que trasmite el suelo, durante un terremoto, a la masa de aire sobre él. Estas perturbaciones producen rápidos movimientos ascensionales, que son transportados con sus cargas eléctricas presentes. De esta separación tan rápida se crea un gradiente de tensión que puede formar luces sísmicas mediante el fenómeno de descarga reportados.
E) DESCARGA ELECTROQUIMICA LUMINISCENTE.
El químico Tributsch H., ha sugerido que las EQL y otros signos precursores pueden ser parte causados por un aumento en la carga electrostática de la atmósfera sobre la zona del epicentro (electricidad atmosférica). La causa de este aumento de carga libera cargas electroquímicas luminiscentes. El hecho de que los terremotos influencian el clima, aumentando la electricidad atmosférica, es cosa conocida de hace tiempo. El primero en reconocer esto fue el explorador y naturalista alemán Alexander von Humboldt en 1799 cuando fue sorprendido, en Cumana, Venezuela, por una serie de terremotos. Humboldt, durante el sismo, hizo una serie de mediciones meteorológicas (presión, temperatura, carga eléctrica atmosférica), llegando a determinar con un electrómetro, un considerable aumento en la electricidad en el aire, carga electrostática. A un mismo resultado llegó Vassalli Eandi, sismólogo italiano, durante el sismo piamontés de 1808. La hipótesis de Tributsch se funda en el hecho de que el cuarzo, de propiedades piezoeléctricas, es un mineral muy difundido en la corteza terrestre y en presencia de una onda de compresión, temblor, produce un gradiente de potencial elevadísimo. Los bajos valores de resistividad del terreno no pueden sostener esta separación de carga y hacen que la corriente eléctrica atraviese varios estratos de terreno.
La corteza terrestre no esta formada por completo de rocas compactas, uniformemente distribuidas, estas tienen fracturas y cavidades que pueden estar llenas de agua. La corriente eléctrica, atravesando estos sistemas complejos, estimula la aparición de dos fenómenos electroquímicos. El primero es el surgimiento de un proceso electrolítico del agua, con la separación de los dos elementos que la constituyen, y si la intensidad de la corriente lo permite, la emisión electrolítica de las sales eventualmente disueltas. El segundo proceso son las descargas electroquímicas luminiscentes. Si una celda electroquímica tiene uno de sus dos electrodos fuera de la superficie acuosa, dejando una sutil película de aire, entre el electrodo y el líquido continuará fluyendo la corriente manifestando un efecto luminiscente. En esta reacción lo que más interesa no es la luminiscencia en sí, sino el hecho de que la reacción es equiparable a un proceso electrolítico, que viene liberando radiación ionizante en el campo del ultravioleta y radiación de baja energía.
La condición para que se produzca este proceso es que entre los dos electrodos exista una diferencia de potencial de 500 a 800 Volt.

F) EMISIONES EXOELECTRONICAS.
En 1986 Brian Brady y Glen Rowell condujeron una serie de experimentos que produjeron resultados inesperados. Para verificar la hipótesis de que las luminosidades se producen por la compresión de las masas rocosas, Brady y Rowell hicieron varios análisis espectrográficos en el visible y el infrarrojo. Esto permitiría determinar el tipo de proceso involucrado en la formación de estas luces. Hasta ese momento se consideraba el fenómeno de la piezoelectricidad; el calentamiento debido a la incandescencia de los materiales rocosos; la emisión de plasma por la fractura de las rocas produciendo la emisión de electrones o aerosoles ionizantes que, interactuando con los gases de la atmósfera emitían radiaciones visibles.
Por lo tanto un análisis espectrográfico podría verificar la validez de cualquiera de estas hipótesis. Cada una de las hipótesis propuestas podría generar un espectro óptico de características inconfundibles. La radiación óptica debida al calentamiento produce un espectro continuo en la región del visible similar al de un cuerpo negro colocado a la misma temperatura. Los procesos piezoeléctricos producen líneas continuas características de los elementos excitados. En el caso de la emisión luminosa fuese producida por un plasma, el análisis daría un espectro continuo, con la sobreposición de la línea de emisión causante de la interacción electromagnética en el interior del plasmoide. Y, finalmente, si la emisión fuese producida por la interacción de gas atmosférico y electrones emitidos por las rocas, se tendrían líneas espectrales típicas del gas excitado.
Brady y Powell eligieron sólo dos tipos de rocas para su experimento: basalto y granito. El primero no posee cristales piezoeléctricos, mientras que el segundo es muy rico en ellos. Se utilizó argón, helio y aire (todos ellos a presión atmosférica), agua y vacío. Los espectros obtenidos eran muy semejantes tanto con granito como con basalto. Es decir, el espectro era independiente del tipo de roca (piezoeléctrico o no) utilizado y las líneas espectrales eran las típicas del ambiente atmosférico en el que se efectuó el experimento. Ni espectro continuo, ni líneas de emisión debidas al plasma, sino líneas espectrales de argón, helio y de los gases contenidos en la atmósfera estándar. Se obtuvieron emisiones luminosas aunque en el granito inmerso en agua se formó el espectro del hidrógeno atómico. En el vacío (10-6 torr) el espectro que se obtuvo era menos claro, no aparecía una banda continua ni una línea reconocible del material probado. Comparando este espectro con el obtenido en un vacío menos intenso (10-3 torr), reconocieron que el espectro era el del aire. La conclusión de los investigadores fue que el fenómeno responsable de la luminiscencia, en este caso, era el bombardeo de los constituyentes atmosféricos con electrones emitidos por las rocas sujetas a compresión.
Otra conclusión fue que los conceptos fundamentales de que las EQL podían ser producidas en los terremotos de magnitud modesta y que las luces se podían manifestar en el agua, avalando el testimonio de los testigos en el mar.
G) HIPOTESIS DE LA FRICCION - VAPORIZACION.
D. Lockner, M. Johnston y J. Byerlee estudiando los fenómenos geofísicos que se producen en la profundidad de la corteza terrestre en presencia de un terremoto, sugirieron una nueva hipótesis en 1983. Durante el terremoto en la zona focal se genera un calentamiento de las rocas causado por la presencia de un fuerte estado de compresión tectónica. En esta zona el agua presente se evapora formando cargas eléctricas libres mediante el bien conocido proceso Leonard.
En efecto, en presencia de una rápida evaporación o nebulización del agua, actúa una destrucción instantánea de la tensión superficial del líquido que contribuye a la aparición de cargas electrostáticas. Al mismo tiempo, el aporte de calor debido al encuentro de las masas tectónicas continúa elevando la temperatura, ocasionando una disminución de la resistividad eléctrica de las rocas sujetas a calentamiento. Este proceso produce un canal de alta conductividad en donde, al concentrarse las cargas liberadas, surgirá un fuerte campo eléctrico. Si el proceso se produce a una profundidad no muy grande, el campo generado modificará el gradiente eléctrico atmosférico estimulando la aparición de un fenómeno luminoso parecido a los relámpagos o a las descargas en corona.
H) HIPOTESIS ELECTROCINETICA DEL AGUA (potencial 0)
Algunos investigadores japoneses refutaron la hipótesis piezoeléctrica para las EQL. Si se considera la formación un fuerte campo eléctrico, como la suma de simples campos piezoeléctricos, esto sólo se podría producir si en la estructura los cristales estuvieran alineados en la misma dirección. De otra manera, la orientación casual de los minerales puede anular esos campos. H. Mizutani e T. Ishido supusieron que el escurrimiento subterráneo del agua es la causa desencadenante de las luces sísmicas observadas en Matsushiro entre 1965 y 1967.
Poniendo en contacto dos materiales de naturaleza química diferente se puede crear un gradiente de potencial a lo largo de la superficie de contacto (debido a la acumulación de cargas positivas en un lado y negativas en el otro). El proceso se complica si uno de los dos compuestos resulta ser una solución acuosa (agua y sal) en movimiento. Aunque en este caso, luego de perder el contacto, se crea una barrera de potencial eléctrico, con una acumulación relativa de cargas de signo opuesto a lo largo y circundando la superficie. Suponiendo que la parte sólida posee un potencial negativo, en la solución acuosa se forma una separación de cargas H+ y OH-, con la tendencia de los protones H+ a difundirse al interior del estrato sólido, mediante un proceso osmótico. Con este evento se forma un estrato de iones H+ firmemente vinculado a lo largo de las paredes de contacto. Considerando el hecho de que la solución electrolítica está en movimiento, y que algunas de las cargas están vinculadas a las paredes, las restantes (OH- y parte de H+) con el correr del tiempo, forman una barrera de potencial (potencial 0) con un campo eléctrico relativo.
La intensidad de este campo depende de la concentración de las sustancias disueltas, del pH, de la presión y de la temperatura de la solución acuosa. Este proceso, transportado a gran escala podría explicar la aparición de las EQL en Matsushiro. El campo eléctrico resultante del escurrimiento en una fina red de poros y fracturas puede alcanzar valores de intensidad tales, que permiten la aparición de fenómenos luminosos atmosféricos (efecto corona y relámpagos).
I) EL CAMPO ELECTRICO Y LA ACELERACION DE CARGAS ATMOSFERICAS.
Una de las últimas teorías propuestas es la del japonés M. Ikeya y S. Takaki en 1996. Según ellos la triboelectricidad, la piezoelectricidad y el proceso electrocinética del agua pueden generar sólo cargas electrostáticas transitorias. La intensidad del campo eléctrico producido por estos procesos no produce más que alcance valores para los cuales se manifiestan fenómenos luminosos mediante descargas como los efectos corona, centellas y fuegos de San Elmo. La hipótesis sugerida por los japoneses es que los procesos precedentes, como el piezoeléctrico, pueden intervenir en la creación de un campo eléctrico modulado a lo largo de la zona de la rotura (hipocentro). El campo tiene una característica de ser por impulsos, mientras los minerales piezoeléctricos son estimulados por la onda sísmica, determinan la aparición de cargas eléctricas momentáneas que se recombinan en periodos de tiempo pequeños, gracias a la baja resistividad del terreno. Esta secuencia de separaciones y recombinaciones de carga determinan el carácter de impulso del campo y la extensión de su esfera de influencia en la baja atmósfera, y le permite imprimir una aceleración a las partículas liberadas (electrones) que están normalmente presentes en una baja concentración (la densidad de carga es máxima al nivel de la ionosfera y disminuye con la altura).
Las cargas aceleradas de esta forma colisionan con las moléculas del gas atmosférico (oxígeno y nitrógeno) estimulando la emisión de fotones, en número tal, que es perceptible como EQL.
J) FONOLUMINISCENCIA.
En varios testimonios hay reportes de estas luces vistas en el mar. Estos han obligado a los investigadores a proponer otros medios físicos que permitan la aparición en el mar. La fonoluminiscencia o sonoluminiscencia es un proceso en el que la conversión directa del sonido en luz. Este fenómeno no esta muy bien comprendido, fue descubierto por Frenzel y Schultes en 1934 cuando pudieron producir una bola luminosa estimulando el agua con una onda sonora. Una bola de aire inmersa en agua, cuando es estimulada por una onda sonora de alta frecuencia comienza un proceso de expansión y contracción de la bola. La superficie de la esfera implosiona hacia el centro a velocidad supersónica para después explotar a la dimensión original con una velocidad similar. El ritmo de estas pulsaciones es proporcional a la frecuencia utilizada. Una bola de aire puede pulsar regularmente unas 30,000 veces por segundo. Durante este proceso la temperatura interna de la bola alcanza valores superiores a los que se registran en la superficie del Sol, con emisión luminosa en la parte gamma y azul del ultravioleta. Johnston A. sugiere que durante un terremoto la onda de compresión (p, onda primaria) propagándose en el interior de la masa de agua, estimula la aparición de estas manifestaciones luminosas gracias al proceso ya indicado.
K) QUIMILUMINISCENCIA Y COMBUSTION
En el Siglo XIX se pensó en la posibilidad de que los gases fueran la causa de estos fenómenos luminosos. Los investigadores reconocieron los reportes en donde se mencionaba olores nauseabundos como de azufre.
Entre los fenómenos implicados puede estar el de la quimiluminiscencia. Esta es una reacción química que manifiesta emisiones luminosas. El gas emanado de las profundidades, en contacto con el oxígeno, nitrógeno u ozono puede generar una reacción luminiscente. Lo que resulta difícil determinar es la naturaleza exacta de este gas. Peter Hedervari y Zoltan Noszticzius relacionaron estos fenómenos a los llamados Transient Lunar Phenomena o TLP, que son reportes de luces en la superficie de la luna que se han dado desde hace mucho tiempo. Existen más de 1,400 de estos reportes que permiten asegurar que no todos son debidos a errores, distorsiones del instrumento de observación u otras explicaciones. Es decir. El fenómeno existe y se distribuye en un área bien delimitada en el cráter de Aristarcos (330 casos), Platón (75) y Alphonsus (25). Después de las misiones Apollo, cuando se instaló una red de estudio sísmico, se observó que la Luna poseía una cierta actividad sísmica y que después de los lunamotos se registraba un aumento de TLP. Se supuso que durante los movimientos sísmicos se escapaban los gases presentes en el subsuelo lunar y producían esas luminosidades transitorias. Estas eran producto de una reacción quimiluminiscente estimulada por los rayos cósmicos.
T. Gold y S. Soter encontraron que en ciertos terremotos el metano sale de la superficie terrestre y se enciende en contacto con el aire.
El gas, una mezcla de dos tercios de metano y el resto dióxido de carbono, es producido por la descomposición y putrefacción de los vegetales y animales en un ambiente anaerobio.
(Cortesia de enanitos vedes)

6 comentarios:

eugenio dijo...

esta bien ahh! muy bonito tu blog..

Anónimo dijo...

Muy interesante. Los del IGP parecen desconocer estos fenómenos.

Anónimo dijo...

Me parece bastante preocupante el hecho que estos fenómenos que se describen en el blog no se den a conocer al público en general en los medios periodísticos. En estos momentos necesitamos mayor información. Felicitaciones por esta publicación.

Anónimo dijo...

los ovnis no tiene que ver nada en esto????...yo creo que si, si, si

edwin dijo...

en el terremoto de Guatemala en 1,976, tambien hubo reporte de luces, y a la luna se le miraba un aro y las nubes estaban amarillentas, se reportaron luces en mexico 85 cerca del popocatepelt previo al terremoto, se esta pensando en un detector, independiente a los sismografos, que se enfoque a las areas sismicas, quiza desde el espacio o a nivel de superficie, adicional un sistema que reciba sonidos de alta y baja frecuencia, y de alguna forma medir la carga electrica cerca de las fallas, precisamente por esto es que anda buscando este tema.

edwin dijo...

en el terremoto de Guatemala en 1,976, tambien hubo reporte de luces, y a la luna se le miraba un aro y las nubes estaban amarillentas, se reportaron luces en mexico 85 cerca del popocatepelt previo al terremoto, se esta pensando en un detector, independiente a los sismografos, que se enfoque a las areas sismicas, quiza desde el espacio o a nivel de superficie, adicional un sistema que reciba sonidos de alta y baja frecuencia, y de alguna forma medir la carga electrica cerca de las fallas, precisamente por esto es que anda buscando este tema.