Jezabel Curbelo, matemática: “Trabajamos mucho y muy duro para responder a una pregunta muy pequeña y muy concreta”

Jezabel Curbelo (Los Realejos, Tenerife, 1987) es una científica y profesora de la Universitat Politècnica de Catalunya y miembro del IMTech (Institute of Mathematics of UPC-BarcelonaTech), considerada como una de las jóvenes promesas matemáticas de España. Es premio Donald L. Turcotte de la Unión Geofísica Americana (AGU) por su tesis doctoral sobre la geofísica no lineal. También ha ganado el premio Vincent Caselles de la Fundación BBVA por el estudio de modelos matemáticos de la geofísica, el premio Antonio Valle de la Sociedad Española de Matemática Aplicada al joven investigador y el premio L’Oreal-UNESCO a Mujeres en Ciencia.

Pregunta. “Las matemáticas invitan a pensar en los enigmas del interior de la Tierra”, ha dicho.

Respuesta. Juegan un papel fundamental en explicar cómo funciona la Tierra. Nosotros trabajamos con un conjunto de ecuaciones complejas que simulan el comportamiento de diferentes procesos en ella. Nos permiten extraer información útil de datos disponibles y, junto con simulaciones y modelos, nos ayudan a estudiar cómo se mueven los océanos, cómo cambia la atmósfera durante procesos climáticos o a entender cómo se comporta el magma en el interior del planeta.

P. Por ejemplo.

R. Para intentar predecir el clima necesitamos hacer modelos, pronósticos y manejar grandes cantidades de datos. Todas estas técnicas tienen una sólida base matemática y estadística. Los modelos matemáticos se basan en ecuaciones de derivadas parciales que se resuelven utilizando métodos numéricos. Los datos se analizan, se filtran, se asimilan, se utilizan con ellos técnicas de diagnóstico estadístico, series temporales... Las simulaciones mateḿaticas permiten representar distintos escenarios para estimar las consecuencias de acciones muy concretas.

P. Usted estudia lo que pasa dentro de la Tierra, un lugar inaccesible.

R. Y fuera: los océanos y la atmósfera. Realmente estudiamos el movimiento de los fluidos. En el caso del interior de la Tierra, nosotros vemos solo lo que pasa en la superficie porque no podemos descender hasta allí para tomar mediciones ni datos. Así que tenemos que utilizar diferentes técnicas, como los problemas inversos o las simulaciones numéricas, que nos ayudan a conocer qué ocurre dentro.

P. Problemas inversos.

R. Tienes el resultado y quieres saber qué problema lo originó. No soy especialista en ellos, pero los problemas inversos se basan en reconstruir el modelo a partir de un conjunto de medidas en superficie; es decir, encontrar las causas que han dado lugar a nuestras observaciones. Mi estudio del interior de la Tierra se centra más en los modelos de convección.

P. Que son…

R. Pensemos en un caldero con agua al fuego. El agua en contacto con el fondo se calienta y asciende pero al llegar a la superficie se enfría y desciende, creándose así una circulación convectiva. En la Tierra, el proceso es similar. El núcleo está caliente, la superficie fría. Las corrientes de convección hacen que el calor se transporte desde el interior a la superficie. Nosotros estudiamos la convección del manto trabajando con un conjunto de ecuaciones que modelan el comportamiento de los fluidos (en escalas de tiempo geológicas, el manto es un fluido). Mi investigación se basa en estudiar cómo se mueven los fluidos, los procesos que hacen que un fluido se mueva.

P. La predicción de catástrofes naturales.

R. La parte más complicada de todo. Para predecir algo primero debemos entenderlo. Nuestras investigaciones tratan de conocer primero por qué ocurren diferentes fenómenos para luego intentar decir algo más de ellos.

Estamos teniendo eventos extraordinarios en la atmósfera y parece, aunque es difícil de afirmar con seguridad, que ahora son un poco más frecuentes

P. ¿Como en el seísmo de La Palma?

R. Ese ejemplo fue increíble. Los científicos pudieron adelantar con bastante acierto el momento de la erupción ¿Por qué? Una serie de seísmos las semanas previas, el aumento de terremotos cerca de la superficie, deformación del terreno… Los datos recogidos seguían unos ciertos patrones conocidos que anunciaban la erupción y permitieron predecirla.

P. En su trabajo de postdoctorado abordó una investigación matemática sobre el origen del planeta.

R. El laboratorio que me contrataba tenía como objetivo estudiar los orígenes del mundo desde diferentes perspectivas. En mi caso, desde el punto de vista geofísico, no de evolución humana ni biológica. Al final, en investigación científica, se suele trabajar mucho y muy duro para tratar de responder a una pregunta muy pequeña y muy concreta. Y mi pregunta era la de tratar de saber qué papel juega la compresibilidad en la convección del manto terrestre.

P. ¿Y ahora en qué trabaja?

R. Uno de los últimos trabajos que tenemos es sobre la atmósfera del hemisferio norte durante la primavera de 2020, evento que batió récords en el agotamiento de ozono en ese hemisferio acompañado de temperaturas muy bajas. Durante esa primavera, el vórtice polar se rompió en dos y con él la masa de aire pobre en ozono. En nuestro trabajo intentamos explicar qué estructuras geométricas llevaron al vórtice a romperse en dos y cómo fue la distribución de la masa de aire en esa división.

P. ¿El planeta convulsiona?

R. La temporada de incendios forestales de Australia 2019-2020 ha sido la más intensa hasta ahora y la columna de humo que se formó por las emisiones de dióxido de carbono alcanzó alturas récord en la estratosfera. Aquí analizamos la evolución del penacho de humo mediante el estudio de trayectorias y la búsqueda de estructuras geométricas que guían su transporte en la atmósfera. Estamos teniendo eventos extraordinarios en la atmósfera y parece, aunque es difícil de afirmar con seguridad, que ahora son un poco más frecuentes.

P. Su tesis fue sobre geofísica no lineal.

R. Estudiar el planeta Tierra desde la perspectiva de los procesos físicos que ocurren en él. Por naturaleza, estos procesos son en su gran mayoría no lineales, lo que significa que los efectos o resultados no son proporcionales al dato inicial o causa que los generó. Y por lo tanto, las ecuaciones que modelan estos procesos tampoco pueden ser lineales.

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