Titán como laboratorio de una joven Tierra

6 de junio de 2010

La espesa niebla orgánica que envolvió la Tierra primitiva hace varios miles de millones de años pudo haber sido similar a la bruma que en la actualidad cubre la mayor luna de Saturno, Titán. Esa capa ha protegido la vida primordial en nuestro planeta de los efectos dañinos de la radiación ultravioleta.
Diversos modelos que estudian la evolución solar indican que durante la historia primitiva de la Tierra nuestra estrella era un 30 por ciento menos brillante de lo que es ahora. Pero de alguna manera, la superficie del planeta se encontraba lo suficientemente caliente como para que emergiera la vida primordial.
Un nuevo estudio sobre la luna Titán, ha proporcionado pistas de cómo el Sol podría haber mantenido a una joven Tierra lo suficientemente caliente. Los científicos argumentan que la Tierra se encontraba envuelta de una espesa niebla orgánica hace varios millones de años, una niebla similar a la que hoy en día cubre a Titán, y que protegió a la emergente vida de los efectos dañinos de la radiación ultravioleta mientras que al mismo tiempo calentaba al planeta.
Eric Wolf de la Universidad de Colorado-Boulder y su equipo creen que la bruma orgánica se componía principalmente de metano y nitrógeno, subproductos químicos creados por reacciones con la luz. Si las partículas se agruparon en grandes y complejas estructuras, de acuerdo con una distribución de tamaño fractal, estos científicos han calculado que las partículas más pequeñas interactuaron con la radiación de onda corta, mientras que las estructuras más grandes creadas a partir de las partículas más pequeñas afectarían a mayores longitudes de onda. No sólo la niebla protegió a la primitiva Tierra de la luz UV, sino que habría permitido que se acumularan gases como el amoníaco, causando el calentamiento de efecto invernadero y tal vez contribuyendo a evitar que el planeta se congelara más.
Otros investigadores como Carl Sagan han propuesto posibles soluciones a esta paradoja del "Sol débil", en la que argumenta que la presencia en la atmósfera de gases invernadero de gran alcance podrían haber ayudado a aislar a la Tierra. Pero mientras estos gases bloqueaban la radiación, la Tierra no se calentó lo suficiente como para albergar vida.
"Dado que los modelos climáticos muestran que la Tierra joven no podría haber sido calentada por dióxido de carbono atmosférico debido a sus bajos niveles, otros gases invernaderos tuvieron que estar involucrados en el proceso", dijo Wolf. "Creemos que la explicación más lógica es el metano, que puede haber sido emitido a la atmósfera por procesos metabólicos de la vida temprana".
Diversas simulaciones de laboratorio han ayudado a los investigadores a concluir que la neblina de la joven Tierra probablemente se componía de irregulares cadenas de partículas similares a los aerosoles que pueblan la atmósfera de Titán. La llegada de la sonda Cassini a Saturno en el año 2004 ha permitido a los científicos estudiar Titán, la única luna del Sistema Solar que cuenta con una densa atmósfera y con líquidos sobre su superficie.
"Durante el período Arcaico no había capa de ozono en la atmósfera terrestre para proteger la vida en el planeta," dijo Wolf. "La bruma de metano sobre la Tierra primitiva no sólo habría servido de blindaje sobre la radiación ultravioleta, sino que además habría protegido a la superficie terrestre, y a los gases de la atmósfera por debajo de dicha niebla espesa, incluyendo al amoniaco,un poderoso gas de invernadero, que desempeñó un papel importante en el mantenimiento del calor en la vida primitiva."
Los investigadores estimaron que había unos 100 millones de toneladas de producción anual de niebla en la atmósfera de la Tierra primitiva durante este período. "Si este fuera el caso, esta atmósfera de la Tierra primitiva, literalmente, habría goteado material orgánico sobre los océanos, proporcionando desde el cielo un ingrediente para que la vida más primitiva se sostuviera a sí misma", dijo el miembro del equipo Brian Toon, también del CU-Boulder.
"El metano es la clave para que se ejecute este modelo climático, así que uno de nuestros objetivos ahora es precisar dónde y cómo se originó", dijo Toon. Si los microorganismos primitivos no producían metano, pudo haberse generado por la liberación de gases durante las erupciones volcánicas, ya sea antes o después de que surgiera la vida por primera vez. Esta hipótesis requiere más estudio".
Este nuevo estudio es probable que vuelva a encender el interés en un controvertido experimento de los científicos Stanley Miller y Harold Urey en la década de 1950 (imagen de la derecha) en la que combinaron metano,amoníaco, nitrógeno y agua en un tubo de ensayo, y que tras aplicar una corriente eléctrica y simular los efectos de la radiación UV, el resultado fue la creación de un pequeño grupo de aminoácidos, los bloques de construcción de la vida.
"Todavía tenemos mucho que investigar para perfeccionar nuestra nueva visión de la Tierra primitiva", dijo Wolf. "Pero pensamos que este trabajo resuelve una serie de problemas relacionados con la neblina que existía sobre la Tierra temprana y ha jugado un papel en el desencadenamiento o por lo menos en el apoyo de la existencia de la primera vida en el planeta."

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