La Investigación geofísica 
y las experiencias interdisciplinarias


Jaime Urrutia FucugauchiInstituto de Geofísica


 Introducción

       Los estudios geofísicos surgen a partir de interacciones y actividades conjuntas entre estudiosos de disciplinas distintas de geología, física y química. El uso de metodologías y conceptos desarrollados en campos de investigación tradicionalmente alejados a actividades por ejemplo de exploración de recursos minerales y energéticos aportó información nueva y abrió nuevos campos de estudio. La investigación de procesos y fenómenos geológicos y metereológicos auxiliada de instrumentos de observación y medición facilitó la interacción de especialistas en actividades multi e interdisciplinarias. La geofísica ha sido definida en simples términos como el estudio de la física de la Tierra (por ejemplo, Stacey 1969; Scheidegger 1976). Esta es también la definición adoptada en el Diccionario Internacional de Geofísica (Runcorn 1967), en donde se considera a la geofísica en una acepción amplia desde el interior del planeta hasta sus componentes más externos de la atmósfera, magnetosfera e ionosfera. En estas acepciones, la geofísica abarca una gran cantidad de disciplinas y subdisciplinas tales como física del interior de la Tierra, vulcanología, sismología, geomagnetismo, tectonofísica, hidrología, oceanografía física, metereología, aeronomía, física ionosférica y geodesia. Esta concepción amplia del estudio de la Tierra ha sido también incluida en la estructura de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG), que incluye al conjunto de asociaciones y se ha manifestado en los varios programas internacionales que iniciaron con el Año Geofísico Internacional (IGY) en 1957-1958.

           El Año Geofísico Internacional constituyó el primer programa de investigaciones de carácter global, en que la comunidad internacional, en diferentes niveles desde las acciones individuales y de grupo hasta las instituciones gubernamentales, participó activamente en las etapas de planeación y desarrollo. El Instituto de Geofísica de la UNAM era una joven institución durante el IGY en el periodo 1957-1958, habiendo iniciado sus actividades en febrero de 1949 bajo la dirección de Ricardo Monges López. Los numerosos proyectos de investigación desarrollados bajo los auspicios del IGY permitieron a los grupos de investigación de la UNAM colaborar con la comunidad internacional de ciencias de la Tierra. 

          El Instituto de Geofísica se forma a partir de un departamento de geofísica dentro del Instituto de Geología. Inicia sus operaciones con seis departamentos: Geodesia, Geofísica Aplicada, Geomagnetismo, Geomecánica, Sismología y Vulcanología. Se planea incluir en las siguientes restructuraciones a los departamentos de Oceanografía, Hidrología y Meteorología. En las siguientes décadas se tiene un desarrollo acelerado de las investigaciones geológicas y geofísicas. Los avances metodológicos, nuevos datos, mejor instrumentación, etc. dan lugar a la formación de nuevas disciplinas y subdisciplinas. Estas tendencias fortalecen los respectivos campos de conocimiento y permiten un mayor grado de especialización y diferenciación. En nuestro país, se crearon los programas de licenciatura en ingeniería geofísica en 1970 (en la UNAM y en el Instituto Politécnico Nacional) y en los siguientes años se crean los programas de posgrado. No obstante que en el ámbito internacional los estudios interdisciplinarios permiten una nueva concepción de la evolución de la Tierra desarrollada principalmente a partir de los estudios en los océanos, el desarrollo de la investigación en la universidad se mantiene aún la separación entre geología y geofísica (y de hecho entre la investigación y la docencia). 

         El surgimiento de acciones multi e interdisciplinarias en la universidad habrá de esperar varias décadas. Entre las recientes actividades multidisciplinarias se tiene la conformación de laboratorios conjuntos (por ejemplo el Laboratorio Universitario de Geoquímica Isotópica), de un posgrado conjunto en ciencias de la Tierra (que actualmente incluye a otras dependencias universitarias), facilidades conjuntas de biblioteca y una unidad foránea en el campus Juriquilla, Querétaro. Esta subdependencia es la Unidad de Investigación en Ciencias de la Tierra (UNICIT) y representa un esfuerzo conjunto entre los Institutos de Geofísica y Geología que ha permitido el desarrollo de un grupo multidisciplinario de investigación y la realización de proyectos multi e interdisciplinarios. 

           En los últimos años los estudios interdisciplinarios en ciencias de la Tierra han adquirido una mayor importancia en el plano internacional. En gran parte esto se debe a una visión global de nuestro planeta, en términos de un sistema complejo, en el cual sus componentes individuales interactuan en un amplio rango de escalas espaciales y temporales, que no son fácilmente separables. Las interacciones entre disciplinas han dado lugar a avances mayores en la investigación de los procesos y características del planeta y han permitido el desarrollo de nuevas disciplinas en las fronteras y entre fronteras de los campos tradicionales de investigación. 

           Uno de los ejemplos que ha recibido mayor atención de parte de estudiosos del desarrollo científico y filosofía de la ciencia es el desarrollo de la tectónica de placas a partir de la década de los cincuenta y particularmente durante los sesenta. En los últimos años, la concepción de la Tierra como un sistema y la percepción de procesos a escala planetaria (incluyendo el calentamiento global, efecto invernadero, los agujeros de ozono, etc.) ha enfatizado la importancia y la necesidad de investigaciones multi e interdisciplinarias.

El Año Geofísico Internacional 1957-1958

       Durante el Año Geofísico Internacional(IGY, por sus siglas en inglés) entre julio 1de1957 y diciembre 31 de 1958 se tuvo la participación de cerca de 80 mil científicos de 67 diferentes naciones, que realizaron observaciones y condujeron experimentos a escala global en el planeta. El IGY se realizó bajo los auspicios del Consejo Internacional de Uniones Científicas (ICSU, por sus siglas en inglés)  y constituyó una de las bases para la realización de programas internacionales, que continúan actualmente con el legado y tradición de la cooperación entre países tales como el Programa Internacional de la Litosfera (ILP, por sus siglas en inglés) o el Programa Internacional de Geosfera-Biosfera (IGBP, por sus siglas en inglés). El arribo del nuevo milenio ha motivado la discusión de realizar una iniciativa similar al IGY para el inicio del siglo XXI, la cual ha comenzado a discutirse en los foros internacionales (Malone 1997). Además de analizar el legado científico y político del IGY, estas discusiones proporcionan material de reflexión sobre los nuevos desafíos y oportunidades en el estudio de la Tierra y el Sistema Solar. En la época del IGY, los primeros satélites artificiales estaban siendo puestos en órbita. Actualmente, numerosos observatorios geofísicos circundan el planeta o "navegan" en el sistema solar. El desarrollo de los sistemas de computo y de telecomunicaciones, aunado al tamaño y capacidades de la comunidad científica actual, constituyen otras de las diferencias con la situación durante el IGY; aunque por otro lado, presentan también problemas mayores de coordinación y requerimientos económicos para un programa de investigación a la escala del planeta y del Sistema Solar. 

           Durante el IGY se realizaron investigaciones y se obtuvo información nueva sobre la física, química, estructura, características y dinámica de la corteza e interior del planeta,  hidrosfera y atmósfera. Entre los resultados más importantes se han destacado los relacionados con la física solar, las relaciones Sol-Tierra, rayos cósmicos, física de la ionosfera y magnetosfera, los fenómenos de la aurora y el campo geomagnético (Malone 1997). El IGY fue también planeado para que abarcara el máximo en la actividad del Sol, dentro de su ciclo de 11 años. Las observaciones geofísicas se dividieron en quince grupos principales, que incluyeron los fenómenos de periodo corto, cuyo estudio se programó con redes instrumentales en los diferentes países, además de las observaciones en la Antártida y en la exosfera y los fenómenos de periodo largo, en los cuales las observaciones se conjugan con los estudios previos y se planean redes instrumentales a largo plazo. Entre los apartados del programa se tuvieron: Alertas y Días Mundiales, Meteorología, Geomagnetismo, Auroras y Luminiscencia, Ionosfera, Actividad Solar, Radiación Cósmica, Longitudes y Latitudes, Glaciología, Oceanografía, Cohetes y Satélites, Sismología, Gravimetría, Radiación Nuclear y Antártida (Monges López 1956). Para la planeación y coordinación de actividades del IGY el Consejo de ICSU creó un comité especial para el IGY, que a su vez invitó a las naciones a formar comités nacionales.

Actividades multidisciplinarias del IGY en México

       En México, el comité nacional se formó a iniciativa del Instituto Nacional de la Investigación Científica (INIC), bajo la presidencia de Monges López, vicepresidencia de Julian Adem y secretaría de Manuel Maldonado Koerdell. Además, México se constituyó en la sede del Comité Panamericano para el IGY por parte del Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH), organismo de la Organización de Estados Americanos. 

           Monges López (1956) presentó el programa para el IGY de México, en el que se resumieron las principales investigaciones y se conformó un comité nacional. Los responsables de los temas principales dentro del programa fueron: M. Medina Peralta (Alertas y Días Mundiales), A. Contreras Arias y E.M. Fournier d’Albe (Meteorología), A. Chargoy (Geomagnetismo), G. Haro y G. Hernández Corzo (Auroras y Luminiscencia), C. Núñez (Ionosfera), G. Haro (Actividad Solar), M. Sandoval Vallarta (Rayos Cósmicos), M. Medina Peralta (Longitudes y Latitudes), L. Blasquez y J.L. Lorenzo (Glaciología), J. Merino y Coronado (Oceanografía), J. Figueroa (Sismología), J. Monges (Gravimetría), y F. Alba Andrade (Radiación Nuclear). En México se participó en una parte de estas investigaciones (ver por ejemplo la lista de publicaciones en el Boletín Bibliográfico de Geofísica y Oceanografía Americanas, v. II editado por el IPGH, 1959 y los Anales y Monografías del Instituto de Geofísica de este periodo; Adem 1962). 

          Entre los estudios realizados en el país, se tienen las observaciones de las auroras observadas en el norte y en el centro de México en septiembre de 1957 y en febrero de 1958, las mediciones de la actividad solar y la correspondiente tormenta magnética de febrero de 1958, la expedición a la isla Socorro en el archipielago de las Revillagigedo, establecimiento de nuevas estaciones mareográficas y metereológicas, las expediciones gravimétricas en Centro y Sud América (Adem 1962). La tormenta magnética de febrero de 1958 fue registrada en el Observatorio de Teoloyucan. Entre los efectos observados en la región central del país destaca la ocurrencia de una aurora en la noche del 10 de febrero y madrugada del 11 de febrero. La aurora, manifestada por un velo rojizo y rayos, es un fenómeno poco común en bajas latitudes. Durante el IGY se presentaron dos auroras en el país; la anterior ocurrió en septiembre de 1957 en la región norte. Durante el IGY se tuvieron en funcionamiento 16 estaciones mareográficas (siete en las costas del Golfo de México, ocho en las costas del Océano Pacífico y una en la isla Socorro). Los datos registrados incluyeron: alturas horarias de marea, altura y tiempo de ocurrencia de pleamares y bajamares, temperatura y densidad del agua de mar. Estos datos proporcionan información sobre el nivel medio del mar y la salinidad del agua de mar. Algunos resultados de estos estudios se reportaron en las primeras monografías del Instituto, sobre los glaciares de México (Lorenzo 1959) y la expedición a la isla Socorro (Adem et al. 1960).

           Una revisión detallada e integración de los datos sobre la actividad sísmica en el país para el periodo 1909 a 1959 fue publicada por J. Figueroa en 1959. En este artículo se resumen alrededor de 18211 eventos registrados en la red instrumental en 50 años de observaciones, incluyendo detalles para la cuenca de México y algunos de los eventos mayores (por ejemplo, el evento del 19 de noviembre de 1956). En esta publicación se incluye la información sobre las doce estaciones sismológicas en operación en esa época del Servicio Sismológico Nacional. La información sobre el campo geomagnético fue analizada en dos contribuciones por Mejía de Valle (1959) y Cañón (1959), en donde se reportan las cartas de elementos magnéticos para las épocas 1955.0 y 1960.0, respectivamente.

Programas de investigación interdisciplinaria

        En el transcurso de estas cuatro décadas se ha tenido un desarrollo científico y tecnológico importante. Los avances en la computación, telecomunicaciones, sistemas de percepción remota a través de satélites, etc. son sólo algunos de los numerosos ejemplos que ilustran los cambios fundamentales en el estudio del planeta y el Sistema Solar. Los avances significativos en ciencias de la Tierra incluyen no sólo avances tecnológicos sino cambios teóricos fundamentales, tales como el desarrollo de la hipótesis de esparcimiento de los fondos oceánicos y la teoría de tectónica de placas en las décadas de los sesenta y setenta. En este periodo se han desarrollado nuevos campos de investigación que han enriquecido las disciplinas tradicionales de ciencias de la Tierra. Asimismo, se ha producido una amplia variedad de campos interdisciplinarios. Dentro de los últimos desarrollos se tienen los relacionados a una visión integral del planeta como un sistema, que conjuga a la litosfera, atmósfera, hidrosfera y exosfera con la biosfera. Un nuevo esfuerzo de la comunidad internacional como la propuesta de Malone (1997) para un año geofísico internacional a principios del nuevo milenio presenta oportunidades y retos muy distintos a los enfrentados a fines de la década de los cincuenta. La disponibilidad de los sistemas de telecomunicaciones (internet, world wide web, fax y telemetría) y de computación han permitido la interacción cada vez más estrecha de los grupos de científicos. Las tecnologías desarrolladas tales como el sistema de posicionamiento global, sistemas de radar y métodos de interferometría permiten una alta resolución en investigaciones de sitios de acceso difícil o de extensiones grandes. La comunidad científica ha crecido sustancialmente. Sin embargo, aún se tienen problemas severos en una buena parte del mundo y males ancestrales, como la pobreza extrema, las guerras, el hambre, gobiernos dictatoriales y represivos, y falta de garantías individuales. Aunado a los desarrollos científicos y tecnológicos en las naciones industrializadas se han ahondado las diferencias con los países en desarrollo o del tercer mundo. Como resultado, las comunidades académicas en estas regiones no tienen acceso y no participan en el desarrollo científico y tecnológico. Los programas internacionales de investigación para el nuevo milenio tienen ante sí el reto de incorporar estas consideraciones dentro de sus esquemas de planeación y coordinación. 

          En los últimos años se ha remarcado una y otra vez que muchos de los desarrollos importantes se han producido en las zonas de contacto entre campos distintos de conocimiento o límites disciplinarios. Así, los desarrollos recientes para la formulación de los programas de cambio global (ciencias de la atmósfera y de la Tierra) y sistema Tierra y biosfera-geosfera (ciencias biológicas y de la Tierra) se han generado al romperse o abrirse las barreras disciplinarias tradicionales. La interacción con las ciencias económicas, sociales y políticas dentro de un marco de investigación integral de nuestro planeta en el que no se tengan distinciones de nacionalidad, raza, religión, condición social y económica puede permitir realmente el inicio del desarrollo de una nueva visión de nuestro planeta. Estos estudios serán importantes y proporcionaran nueva y valiosa información. Sin embargo, no incluirán aquellos aspectos que por el momento permiten distinguir a nuestro planeta de los otros cuerpos del sistema solar y que es la presencia de la vida (y sociedades humanas). La interacción con las disciplinas humanísticas representa un componente importante con un amplio potencial de desarrollo para los estudios del planeta.

           Cabe enfatizar, que estos planteamientos no constituyen una novedad y son difíciles de alcanzar a corto plazo, habiendo sido avanzados y discutidos en diversas formas y contextos con anterioridad.  No obstante, el replantear estas inquietudes en diferentes foros puede promover el desarrollo de iniciativas dentro de un esquema interdisciplinario amplio. En la Universidad Nacional se han planteado y discutido recientemente varias iniciativas de proyectos universitarios, entre ellos el Proyecto Universitario de Ciencias Espaciales y Planetarias, que representa un esfuerzo interdisciplinario en el cual participan varios institutos y centros. Proyectos del área de las ciencias humanísticas y sociales versan sobre importantes temas, tales como la pobreza en nuestro país. En estos proyectos, la interacción entre disciplinas presenta claramente un alto potencial de desarrollo. Por ejemplo, la participación de grupos de investigación en sistemas de información geográfica, análisis estadístico, ciencias de la salud y ciencias ambientales puede aportar interesantes herramientas y aspectos innovadores a los grupos encargados del desarrollo y coordinación del proyecto.

Discusión y comentarios

           En la época del IGY la comunidad académica de ciencias de la Tierra en nuestro país era pequeña y contaba con infraestructura y recursos limitados. En estas cuatro décadas se ha tenido un desarrollo importante y se tienen varias instituciones dedicadas a la investigación y docencia en ciencias de la Tierra; entre ellas se tiene el Centro de Investigación y Educación Superior de Ensenada que forma parte del sistema de centros SEP-CONACYT. Otros centros de docencia e investigación se han desarrollado en varias universidades estatales y algunas instituciones descentralizadas. El desarrollo de esta comunidad de investigadores se ha manifestado en algunas acciones concretas que manifiestan su creciente importancia dentro de la comunidad académica del país, como es la creación del Comité de Ciencias de la Tierra, Mar y Atmósfera en el CONACYT y la reciente reorganización del área I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), que pasa de Físico-Matemáticas a Físico-Matemáticas y Ciencias de la Tierra (reglamento del SNI 1999). Sin embargo, el número de investigadores continúa siendo pequeño en relación con el tamaño y necesidades de nuestro país y la infraestructura y recursos económicos son limitados e insuficientes. 

Agradecimientos

        Agradezco la invitación para participar en el foro organizado por el Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades de la UNAM. Una parte de estas notas sobre el Año Geofísico Internacional y los programas internacionales se publicó en el boletín Geos de la Unión Geofísica Mexicana.
 


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Instituto de Geofísica, Universidad Nacional Autónoma de México

Bibliografía

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