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En las oscuras dunas de Murray Buttes.

miércoles, mayo 25, 2016

Escapando de la paradoja

¿Fueron las mucho más intensas y frecuentes tormentas desatadas por un Sol joven claves para el surgimiento de la vida?

Las estrellas tiene su propio ciclo vital, desde su nacimiento hasta las diversas forman a las que llegan al final de su largo camino. Y a lo largo del proceso su resplandor no deja de aumentar. Cuanto más antiguas mayor es su brillo, cuanto más jóvenes mas tenues son. Esa es una de las ideas básicas que debemos tener en cuenta, y el Sol, como estrella que es, no queda fuera de esta evolución, cuya huella podemos seguir en los estratos geológicos de nuestro planeta. El Sol actual es más brillante que el Sol joven, y menos de lo que será en unos cientos de millones de años. De hecho la capacidad de la Tierra de mantener un ambiente adecuado para la vida se vendrá abajo en ese lapso de tiempo a causa de ello, mucho antes de que nuestra estrella llegue a la fase de Gigante Roja. Si es que no hay un factor tecnológico que interviene y cambia un destino por ahora ineludible, claro está.

Pero eso es ya otra historia. Giremos la mirada del futuro al pasado, a uno muy lejano, con un Sol acabado de nacer y una Tierra igualmente joven, y a uno de los problemas a los que nos enfrentamos a la hora de imaginar como fueron esas primeras etapas, la niñez y adolescencia de nuestro mundo. No más de 700 millones de años de existencia, donde sabemos, a través de diversas evidencias geológicas, que el clima ya era lo suficientemente cálido como para mantener agua líquida en la superficie. El camino hacia la vida parece que se abrió muy pronto en este nuestro pequeño planeta azul. 

Pero eso nos enfrenta a un problema de dificil solución: Un Sol que apenas brillaba con un 70% de su intensidad actual no podría haber calentado nunca la Tierra lo suficiente. Nuestro mundo debería haberse convertido en una bola helada, fría y hostil. Pero no lo hizo. La pregunta es como. Es lo que se conoce como la paradoja del Sol joven y débil

Dicha paradoja ha sido tema de intensos debates desde hace décadas,y se han propuesto diferentes soluciones para darle respuesta, todas ellas apuntando hacia una dirección parecida, la de una atmósfera joven con enormes de gases de efecto invernadero en aquella atmósfera joven. Sin embargo, esto no encaja con lo que hemos observado en el registro geológico. Por ejemplo, la cantidad de dióxido de carbono necesario para aumentar la temperatura en superficie es superior a la que todo indica que hubo en aquella época, al menos por lo que podemos conocer al adentrarnos en los estratos de esa era. Nos encontramos ante un muro.

O quizás no. Un nuevo estudio amplia la idea de una atmósfera con más capacidad de retener el (escaso) calor de un joven Sol, incluyendo a este en la ecuación. Sabemos que era menos brillante, pero el estudio de estrellas de tipo solar en sus primeros estados de vida revelan que son, además de más tenues, mucho más violentas y activas que la nuestra. ¿Quizás nuestro Sol, como ocurre en ocasiones con niños y adolescentes, también fue un joven "problemático", activo, violento e incansable? De ser así, y no hay motivos para pensar que nuestra estrella sea especial en esto, habría emitido llamaradas solares, o eyecciones de masa coronal, violentas y muy frecuentes, creando un flujo desatado de partículas cargadas que habrían atravesado nuestro campo magnético (también más débil que en la actualidad)y afectado a la química atmosférica. Y los investigadores han calculado que en ese tiempo debía producir al menos una eyección de masa coronal al día la Tierra.

Y esa podrá ser la clave. La atmósfera de la Tierra primitiva era también diferente de lo que es ahora: El Nitrógeno molecular (es decir, dos átomos de nitrógeno unidos entre sí en una molécula) componía el 90 por ciento de ella, en comparación con  el 78 por ciento en la actualidad. A medida que las partículas energéticas desatadas por el violento Sol se abrían paso hasta la atmósfera, chocaban con las moléculas de nitrógeno, dividiéndolas en átomos de nitrógeno individuales, muy reactivos. Y uno de los compuestos que se formarían a partir de la reacción de dicho Nitrógeno con otros elementos, como el Oxigeno, es el Oxido Nitroso, cuya capacidad de atrapar el calor es 300 veces superior al famoso Co2, tan de actualidad hoy día. Tan potente que solo con una cantidad relativamente pequeña, solo 1% de lo que necesitaría en Co2, seria suficiente para dotar a nuestro joven mundo del calor necesario. Y al mismo tiempo otros elementos, como el ácido cianhídrico, una molécula precursora clave para la formación de aminoácidos. Un Sol joven y violento podría haber cubierto dos requisitos básicos para la vida.

Evidentemente todo es su justa medida. Disponer de energía es de gran importancia para un planeta, pero en exceso también sería un problema (una cadena constante de las erupciones solares podría llevarse por delante la atmósfera si la magnetosfera es demasiado débil), por lo que conocer el nivel concreto donde se equilibran ambos factores ayudaría a los científicos a determinar qué tipo de estrellas y qué tipo de planetas podría ser hospitalario para la vida. "Queremos reunir toda esta información, qué tan cerca está un planeta a la estrella, hasta que punto es enérgica la estrella y qué tan fuerte es la magnetosfera es con el fin de ayudar en la búsqueda de planetas habitables alrededor de estrellas cercanas a la nuestra y en toda la galaxia" explica William Danchi, investigador principal del proyecto en el Centro Goddard. "Este trabajo incluye científicos de muchos campos - los que estudian el sol, las estrellas, los planetas, la química y la biología, trabajando juntos podemos crear una descripción robusta de como pudieron ser los primeros días de nuestro planeta. Y donde la vida podría existir en otros lugares".

¿Puede ser esta la puerta de salida de una paradoja que desde tanto tiempo nos está desafiando? Ciertamente es coherente con lo que conocemos, y convierte una de las facetas del joven Sol más problemática, su violenta actividad, ya no en su problema sino en la llave misma de la vida.
 
Una posible visión de la Tierra en sus primeros "días", bajo la luz de un Sol mucho más tenue que el actual, aunque también mucho más imprevisible y violento.
 
El Sol nos sigue mostrando una faceta activa, siendo capaz de desatar tremendas tormentas a lo largo de todo el Sistema Solar. Pero posiblemente queda ya lejos de como fue en su juventud. Ahora es una relativamente tranquila estrella en la mitad de su vida.

La paradoja del Sol joven y débil.

NASA: Solar Storms May Have Been Key to Life on Earth 

Resolviendo la paradoja del Sol joven y débil

3 comentarios:

Anónimo dijo...

Ya que hablas de soluciones tecnológicas pregunto... Sería viable con tecnología futura poner una especie de "parasol" en el punto L1 para mitigar el efecto de la radiación solar? Hoy por hoy es imposible, pero para una civilización avanzada unos millones de años quien sabe....

Anónimo dijo...

Creo que para esas fechas lo más factible sería la mudanza

Tokaidin dijo...

Anónimo 1: Es una opción, y no en millones de años. Es más, si seguimos aquí (seamos como seamos) dentro de tanto tiempo, si eso es lo mejor que podemos hacer es que hemos perdido mucho el tiempo.

Anónimo 2: Es otra opción.