Cómo medir la temperatura de un dinosaurio

Jul. 01 , 2011

... y la ciencia ha demostrado que sí se le podrían pedir peras al olmo. Actualmente se trabaja en cómo mover montañas.

Recientemente ha sido publicada una noticia señalando que, mediante mediciones hechas en el esmalte dental de dientes fosilizados, se ha estimado la temperatura de dinosaurios que existieron hace 145 millones de años. El Instituto Tecnológico de California indica que la temperatura habría sido cercana a la de los mamíferos actuales, unos 37 °C. Se trataría de dos tipos de saurópodos, como se les denomina a una clase de dinosaurio herbívora del período jurásico, caracterizados por un cuello largo y una cabeza pequeña: El braquiosaurio, de unas 40 toneladas, con una temperatura estimada de 38,2 °C y el camarasaurio, de unas 18 toneladas y con 2,5 °C menos (Ver “Miden por primera vez la temperatura de los dinosaurios” ).

He averiguado un poco más sobre el método empleado, indicado en la noticia, y a continuación les cuento algo sobre eso. El método se basa en que en al disminuir la temperatura de formación de la bioapatita, un mineral del hueso y del esmalte de los dientes, aumenta la proporción de unos isótopos del carbono y del oxígeno que la componen junto al calcio, fósforo e hidrógeno. Los isótopos que aumentan su proporción son el carbono 13 (¹³C) y el oxígeno 18 (¹⁸O), siendo, en la naturaleza, las variedades más comunes el carbono 12 (¹²C) y el oxígeno 16 (¹⁶O). Que un átomo sea el isótopo de otro significa que, entre ambos átomos, se diferencian sólo por el número neutrones, pero que conservan el número de protones, por lo que se consideran variantes de un mismo elemento y mantienen la capacidad de formar parte de los mismos tipos de moléculas. Sin embargo, en casos como la bioapatita, se ha hallado que, cuando incluye los isótopos ¹³C y ¹⁸O, la molécula resultante es más estable (es de menor energía) que cuando es formada empleando sólo, de sus variantes isotópicas, a ¹²C y ¹⁶O. Sin embargo, al aumentar la temperatura, aumenta la agitación (térmica) de las moléculas, lo que hace menos importante la diferencia de estabilidad que se tenía, aumentando el desorden y con ello obteniéndose variedades de bioapatita que incluyen mezclas aleatorias de las variedades isotópicas de estos elementos. A este método de determinación de la temperatura se le asocia con el término clumping (agrupamiento), porque se espera que las variedades isotópicas ¹³C y ¹⁸O se vean agrupadas en mayor proporción en una bioapatita formada a menor temperatura (mayor orden).

Como parte del protocolo del método, se obtiene químicamente, a partir de la bioapatita, CO₂ de masa molecular 44 (obtenida según 12+16+16, tratándose de que el CO₂ esté compuesto por los isótopos ¹²C y ¹⁶O) o 47 (obtenida según 13+18+16, tratándose de que el CO₂ esté compuesto por los isótopos ¹³C, ¹⁸O y ¹⁶O). Se define a R₄₇ como la fracción "cantidad de 47CO₂medida en la muestra" dividida por la "cantidad de 44CO₂ medida en la muestra" y a R₄₇^* como la correspondiente fracción en el caso de que la distribución de los isótopos fuese aleatoria. Luego, se define Delta₄₇ como 1000( R₄₇- R₄₇^*) / R₄₇^*, lo que es una medida (en "tanto por mil" ) de la agrupación de los isótopos ¹³C y ¹⁸O en la bioapatita. En un rango de significancia biológica, Delta₄₇ decrece con el cuadrado de la temperatura (en Kelvin). Conocidos los parámetros, mediante la calibración del método, esto es suficiente para estimar la temperatura de un dinosaurio...!!!

El método ha sido calibrado, tanto en condiciones de laboratorio para la formación de minerales de carbonato a temperatura controlada, así como con mediciones en especies no extintas de temperaturas corporales conocidas. La estimación de la temperatura corporal obtenida tiene una exactitud de 1 a 2 grados Celsius. Al respecto, he encontrado algunos papers disponibles gratuitamente en internet: "Clumped isotope thermometry of carbonatites as an indicator of diagenetic alteration" y "Body temperatures of modern and extinct vertebrates from 13C-18O bond abundances in bioapatite" (El primer artículo lo comparto para reforzar parte del segundo). Este último artículo es bastante claro y puede ser útil para que profesores de estadística, matemáticas o ciencias lo empleen para trabajar con sus alumnos. Digo esto porque incluye suculentos datos tabulados y un sencillo modelo matemático, además de que… la verdad… siempre es bueno sacar a las matemáticas del clóset en que las meten las agencias de noticias ¿No es así?

Nota sobre los comentarios: El sistema define automáticamente a algunos comentarios como "spam". Les solicito paciencia, pues, posteriormente, desde el administrador del blog, es posible habilitar su publicación. Aunque aquí no escribo comentarios, agradezco todas sus contribuciones.