La Gran Bola de Nieve

Cuando uno se imagina una Tierra pasada, su primera visión es la de un planeta ardiendo, con elevadísimas temperaturas, un sinfín de volcanes y ríos de magma circulando por toda la superficie. Pero, ¿alguna vez hubo periodos fríos?

Todos conocemos que durante la historia de nuestro planeta han ocurrido diferentes episodios glaciares, incluso se han realizado algunas películas que tratan la posibilidad de una glaciación en nuestro mundo actual, con consecuencias un tanto catastróficas. Una glaciación, para los más despistados o recién llegados a nuestro planeta, es un periodo de larga duración en el cual baja la temperatura global del clima de la Tierra, dando como resultado una expansión del hielo continental de los casquetes polares y los glaciares. Según esta definición, aún nos encontramos en un periodo glaciar, puesto que permanecen los casquetes polares y Groenlandia como grandes masas de hielo. Sin embargo utilizamos de forma más estricta el término glaciación para referirnos a periodos históricos en los que estas masas de hielo actuales aumentaron su extensión ocupando gran parte de Norteamérica y Eurasia. Actualmente se conocen unas 64 pulsaciones entre periodos glaciares e interglaciares, periodos cálidos, en nuestra última era (Cuaternario, desde hace 2,5 millones de años hasta la actualidad), pero son agrupadas en los siguiente cuatro grandes episodios diferenciando su nombre entre Norteamérica y Eurasia, siendo de más antiguo a más reciente: Gunz/Nebraska, Mindel/Kansas, Riss/Illinois y Würm/Wisconsin. Estas glaciaciones las conocemos gracias a que son las más recientes en nuestro planeta y podemos ver reductos de ellas en todo el Hemisferio Norte o en áreas de montaña.  El nombre de las glaciaciones norteamericanas coinciden con el Estado en el que la masa de hielo alcanzó su máxima extensión. En próximas entradas explicaré detalladamente todo lo referente a dichas eras glaciares.

 Extensión de las masas de hielo en la glaciación Würm o Wisconsin

Pero las glaciaciones no han sido un hecho único del Cuaternario. Por todo el mundo se han encontrado sedimentos de origen glaciar entre estratos de lava cuyo origen se sitúa hace 2200 millones de años. La lava contiene información magnética en sus minerales, indicando, a modo de brújula, la posición magnética que tenía esta lava en el momento de enfriarse. Analizando la lava en la que se encontraron sedimentos glaciares, comprobaron que esta lava se solidificó y atrapó estos sedimentos a una latitud cercana al Ecuador, lo que indica que hubo una glaciación planetaria, a diferencia de los conocidos episodios cuaternarios, en los que los glaciares alcanzaron como máximo la latitud de París. Hubo una glaciación global hace 2200 millones de años pero no fue la única. La segunda glaciación ocurrió hace 800 millones de años, con unas formas de vida mucho más desarrolladas (ya había vida sobre la superficie terrestre). A estos fenómenos de glaciación planetaria se les conoce como Gran Bola de Nieve.

En ambos episodios el hielo ocupó toda la superficie del planeta, ya que se sufrían temperaturas de -50ºC, llegando a congelarse el agua de los océanos hasta un kilómetro de profundidad. La vida intentó refugiarse en los trópicos pero no había escapatoria, todo el planeta se transformó en una gran bola de nieve. La capa de hielo podría alcanzar los mil metros de espesor de media. Los seres vivos desaparecieron en sendas extinciones masivas. Ni siquiera el mundo oceánico pudo librarse de esta suerte. La fauna acuática intentó refugiarse en las profundidades, pero la ausencia de rayos de luz no permitió la fotosíntesis de las plantas marinas y del fitoplacton, principal eslabón de la cadena alimenticia, por lo que la fauna marina acabaría por desaparecer.

 La Gran Bola de Nieve

Hace 2200 millones de años la atmósfera tenía un color rojizo debido a la gran cantidad de metano, procedente del proceso alimenticio de unos pequeños seres conocidos como metanobacterias. El metano tiene un gran poder como gas de efecto invernadero, pero entonces ocurrió algo que cambiaría la historia de la Tierra para siempre… Aparecieron unos microbios conocidos como cianobacterias, las cuales expulsaban un gas muy tóxico. Contaminaron la atmósfera. El metano desapareció. Las temperaturas cayeron en picado. La gran mayoría de vida microoscópica, que únicamente vivía en los océanos, desapareció para siempre.

Ese gas fue el oxígeno, el que hoy nos da la vida y nuestra razón de ser. Las cianobacterias eran capaces de usar la luz solar para adquirir nutrientes, liberando en el proceso grandes cantidades de oxígeno, fenómeno conocido como fotosíntesis. El menor poder calórico del oxígeno provocó el descenso de las temperaturas que dio como fin a un planeta de hielo que duró decenas de millones de años.

Y de nuevo la vida se encuentra ante un desafío que pondrá a prueba su tenacidad, un planeta de hielo en el que aparentemente es imposible vivir. Aparentemente…

Si deseáis saber más sobre el fenómeno Bola de nieve podéis visitar (en inglés): http://www.snowballearth.org/

La confirmación de la vida

En la historia de nuestro planeta han ocurrido varios episodios de evaporación total provocados, entre otras cosas, por impactos de asteroides como el mencionado en la primera parte de este blog.Por lo tanto, existen dos teorías sobre la evolución de la vida: la primera consiste en el desarrollo de nuevos microorganismos tras un episodio catastrófico, lo que implica que cada vez la vida comience de cero, necesitando para ello mucho tiempo hasta que las condiciones adecuadas para la vida se establezcan (enfriamiento de la superficie, formación de nuevas moléculas de agua, aparición de proteinas y aminoácidos...); y una segunda, en la que la vida ha debido sobrevivir a esos episodios apocalípticos en los que la cantidad de agua en el planeta era nula y las temperaturas extremas sobre una superficie de roca incandescente. Esta segunda teoría tiene cada vez más apoyo de la comunidad científica y personalmente también la comparto.

Pero, ¿cómo pudieron sobrevivir  los primeros microorganismos en dichas condiciones?

En toda la superficie no había ni una gota de agua (medio de vida de los primeros microorganismos), y el extremo calor hizo desaparecer la sal del suelo oceánico. Esto es importante ya que estudios recientes realizados en el desierto de Nuevo México (EEUU), han demostrado que en algunos cristales de sal formados hace 200 millones quedaron encerradas pequeñas gotas de agua que contenían bacterias en estado latente, y que, alimentándolas de nuevo, volvían a la vida, siendo así los animales  hoy en día más longevos de la Tierra. Además, las proteínas, que son la base de la vida y principal componente de las células, se desintegran cuando la temperatura se aproxima a los 150ºC. La única respuesta posible es un hábitat localizado a mucha profundidad bajo la superficie incandescente.

El siguiente gráfico muestra las temperaturas de la corteza terrestre. En las áreas dónde hay volcanes, las altas temperaturas están más próximas a la superficie. Las zonas verdes del gráfico no exceden los 100ºC y las azules no sobrepasan los 50ºC. Mientras los organismos estén en la zona azul sus proteínas no sufrirán ningún efecto por el calor.

Sin embargo en el cataclismo que estamos estudiando, la superficie terrestre alcanzó temperaturas de 2000ºC. Gracias a una simulación por ordenador se ha podido ver que el calor generado por el impacto se transmite a un ritmo de un metro al año hacia el interior en los momentos iniciales. En el gráfico que se muestra a continuación se observa el resultado perteneciente a 10000 años después del impacto.

Por lo tanto, cualquier organismo que estuviese a uno o dos kilómetros bajo tierra estaría a unas temperaturas óptimas para continuar con su ciclo biológico. Es el mismo fenómeno que puede ocurrir con un trozo de carne. No podemos asarla en un minuto y aunque sometamos al exterior a una gran temperatura, el interior aún mantendrá su calor original.

Y aunque parezca imposible que la vida pueda sobrevivir a tal profundidad, un estudio acontecido en Sudáfrica ha dado una respuesta a tal razonamiento. En la mina East Rand, la cual tiene una profundidad de 3583 metros convirtiéndola en la mina más profunda del mundo, científicos de la NASA descubrieron que de las filtraciones de agua que surgen de la roca aparece una espesa película blanca y negra compuesta por bacterias nunca vistas en la superficie. Sin embargo sus genes están adaptados para una respiración oxigenada, algo que no es necesario en el mundo en el que se encuentran. Lo que quiere decir es que hace tiempo atrás, estas bacterias vivían en un medio oxigenado en la superficie y se fueron abriendo paso por diversas razones hacia el interior de la Tierra, dónde han logrado sobrevivir.

Un episodio de evaporación total como el acontecido hace 4000 millones de años eliminó toda clase de vida de los océanos, pero las especies que consiguieron introducirse en el interior de la Tierra acabaron sobreviviendo y esperando su momento para poder desarrollarse de nuevo.

Y ese momento llegó.

Al cabo de un año el vapor de roca se disipó y la temperatura empezó lentamente a descender. Mil años después el agua evaporada de los océanos volvió finalmente a condensarse generándose tormentas enormes y cayendo en forma de lluvia a un ritmo de 3000 mm al año, lluvias igual de torrenciales que las de las zonas tropicales fueron el alimento de los recipientes oceánicos. Durante más de 200 años el agua continuó cayendo ininterrumpidamente y el océano se llenó de nuevo. Ciertos microbios pudieron ascender hasta los océanos y se desarrollaron en un nuevo mundo sin habitar, volviendo a poner en marcha la máquina evolutiva. 

Y es que hay algo que debemos sacar de todo esto. La vida es muy tenaz. A pesar de cualquier catástrofe, ella siempre sale adelante. Nosotros deberíamos aprender de ello.

Esta no sería la última vez que la vida se vería amenazada. Nuestro querido planeta nos depararía una nueva sorpresa…

Si deseáis saber más sobre los descubrimientos en los cristales de sal y en la mina de sudáfrica podéis visitar: los siguientes links:

Bacterias en cristales de sal: http://www.ecojoven.com/02122000/jurasico.html
Bacterias en la mina de Sudáfrica (en inglés): http://news.mongabay.com/2006/1022-princeton.html

La Odisea de los Orígenes

La vida en la Tierra ha estado varias veces amenazada de extinción, pero hoy comenzamos a entender que esos episodios catastróficos han tenido un papel determinante en el camino que ha recorrido la evolución hasta nosotros.

Lo que somos en este planeta se lo debemos a las sucesivas estrategias que la vida ha desarrollado para sobrevivir a los continuos cataclismos que han devastado el planeta.

Hace 4600 millones de años, la Tierra era muy distinta a como es hoy. Estaba rodeada por una espesa capa de nubes, las cuales daban al cielo color escarlata, color que también adquirían los océanos que ocupaban la totalidad de su superficie; aún no existía ningún continente. 

Otra diferencia remarcable era su tamaño, apenas tenía una décima parte de su tamaño actual y su situación también era muy diferente: giraba alrededor del Sol en compañía de unos 20 protoplanetas, de tamaño similar, los cuales ocupaban el espacio hoy ocupado por Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. Esta zona tan abarrotada estuvo inalterada durante unos 10 millones de años en los que los protoplanetas seguían tranquilamente su curso. Sin embargo, el efecto combinado de sus fuerzas gravitatorias comenzó a perturbar sus órbitas provocando las primeras colisiones. Con la violencia del choque los protoplanetas entran en fusión, engendrando un nuevo cuerpo cuyo tamaño es la suma de los dos protoplanetas. El tamaño de un planeta está directamente relacionado con el número de protoplanetas que lo han engendrado. Siendo así, Mercurio fue formado por dos protoplanetas, Venus por ocho y  Marte probablemente sea un antiguo protoplaneta que no sufrió ninguna colisión. Respecto a La Tierra, fue formada por una decena de colisiones, cuya última fue la más determinante y espectacular. Esta colisión expulsó grandes cantidades al espacio de rocas en fusión, que posteriormente la fuerza gravitatoria de la Tierra se encargó de concentrar. Sin embargo la colisión no fue frontal, por lo que mucha cantidad de esta materia fue dispersa a una mayor distancia donde permanecieron orbitando durante mucho tiempo alrededor del planeta. Vistos desde la superficie debían formar un inmenso cinturón parecidos a los famosos anillos de Saturno. Las rocas que formaban este anillo fueron colisionando entre sí aumentando de tamaño hasta que finalmente alcanzaron su forma final, La Luna.

Esta colisión fue determinante ya que si el protoplaneta hubiese impactado de otro modo quizá jamás hubiera existido nuestro satélite o incluso podría tener el doble de su tamaño actual, habiendo cambiado de forma drástica la historia de la Tierra.

Toda esta serie de casualidades han permitido a la Tierra alcanzar un tamaño “perfecto”, ya que gracias a su masa, la gravedad era suficiente para sostener océanos y una atmosfera. Este hecho es observable en Marte, con un tamaño mucho menor. En Marte hubo océanos y atmosfera, pero su débil fuerza gravitatoria no permitió la permanencia de estos. Es por ello que debemos estar agradecidos de esta serie de casualidades, si no nuestro mundo tal y como lo conocemos jamás habría existido, ya que si la Tierra tuviese un tamaño similar a Marte, ahora sería un planeta muy parecido al planeta rojo.

Al poder permanecer durante mucho más tiempo los océanos, hubo la posibilidad de que en el corazón de éstos se originase la vida. Pero, ¿a qué se parecían las primeras formas de vida que aparecieron en la Tierra?, ¿quiénes eran nuestros primeros antepasados? Hace pocos años se encontró dicha respuesta en Groenlandia. Es aquí donde se han encontrado los restos de vida más antiguos del planeta, localizados en un macizo volcánico con más de 3800 millones de antigüedad, estando sumergido en un vasto mar por aquel entonces. Se trataban de entidades de no más de una centésima de milímetro de longitud, muy similares a las bacterias de hoy, descubiertas por el análisis de unas rocas con restos de carbono, siendo el carbono de origen orgánico. Estos pequeños “seres” son nuestros primeros antepasados, nuestros padres.

Pero no todo iba a ser un camino fácil. El tamaño de la Tierra también es algo perjudicial. Su mayor fuerza gravitatoria también produce una mayor atracción de asteroides y un aumento de impactos. Y fue uno de estos impactos el que cambió de nuevo el rumbo de la vida y de nuestro planeta hace 4000 millones de años, pero la intensa actividad tectónica de nuestro planeta hace tiempo que borró el más grandes de sus cráteres, algo que no ocurre en la Luna, la cual no tiene actividad tectónica y por ello podemos apreciar todos los impactos que ha recibido. 

Pero el hecho de que podamos apreciar claramente los cráteres de la Luna no quiere decir que ésta reciba más impactos, nada más lejos, la Tierra ha recibido 25 veces más impactos que la Luna. Y lo más sorprendente aún, se cree que la Tierra ha podido sufrir seis impactos de meteoritos de más de 500 km de diámetro. Para hacernos una idea, se trata de un objeto de 500 km de diámetro que viaja a 20 km/s y se inmoviliza en 20 segundos liberando toda su energía. 

En el siguiente video podréis ver una maravillosa representación de uno de esos impactos perteneciente al documental El Planeta Milagroso II, utilizando como modelo la Tierra actual, para que podáis así comprobar de forma más clara sus efectos.

En este video, el punto de impacto se encuentra en el centro del Pacífico. La velocidad del asteroide es de unos 72000 km/h pero su enorme tamaño hace que parezca que todo se desarrolle a cámara lenta. Por el efecto del impacto la corteza terrestre, de unos 10 km de espesor, se despega del manto produciendo lo que se conoce como un crash tsunami, un maremoto de la corteza terrestre. La fina película blanca son los 4000 metros de profundidad del océano. Dicho tsunami devasta todo lo que encuentra a su paso y millones de toneladas de rocas gigantescas son proyectadas a una gran altura, a varios miles de kilómetros de la superficie, antes de que caigan sobre la superficie con una gran fuerza. Los labios del cráter están conformados por una cadena montañosa de 7000 metros de altura, y el propio cráter es un enorme golfo de magma de 4000 km de diámetro. Y tan sólo han transcurrido unos minutos del cataclismo…

La temperatura alcanzada en el momento y en el lugar del impacto es de unos 4000ºC, temperatura similar a la de la superficie del Sol. Esta temperatura provoca que la roca se evaporice generando enormes cantidades de vapor de roca, siendo este elemento uno de los más peligrosos y con mayores consecuencias tras un impacto. Cien mil millones de megatones de roca convertidos instantáneamente en calor por la energía liberada por la colisión. Tras inflarse formando una cúpula, esta masa de vapor de roca se aplana y se extiende en todas direcciones. Apenas tres horas después del impacto, una masa de vapor de roca de 4000ºC de temperatura a una velocidad de 300 m/s alcanza el Himalaya. Las altas temperaturas provocan una combustión instantánea de todo lo que se encuentra a su paso. Sólo 24 horas han faltado para que el vapor de roca rodee todo el planeta, cubriendo la Tierra durante todo un año. Los océanos también son afectados, entrando en ebullición y haciendo descender el nivel del mar a un ritmo inimaginable de 5 centímetros por minuto hasta que desaparecen completamente. El suelo oceánico queda al desnudo, empezando a fundirse muy deprisa. Los océanos antes formados por grandes cantidades de agua ahora son vastas extensiones de roca fundida.

Cuando ocurrió esta colisión debió desaparecer completamente la vida, y a pesar de todo nosotros estamos aquí…

La explicación la encontraréis en próximas entradas, donde se seguirá abordando la conjunta evolución de la vida y de nuestro planeta.

Gaia somos todos

En primer lugar quería saludaros y daros la bienvenida a este nuevo blog.

Gaia -diosa griega que personifica el planeta Tierra- y nosis -del griego gnosis, "conocimiento"- son las premisas con las que este blog intentará ampliar vuestro saber sobre el mundo que nos rodea.

Pero Gaia no es sólo una divinidad, sino que también da nombre a la teoría surgida a finales de los años 60 del siglo XX realizada por un químico inglés llamado James Lovelock. Según la hipótesis de Gaia, la parte superficial del planeta compuesta por la atmósfera, biosfera, hidrosfera y litosfera, se comportan como un único y gran sistema donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un todo en el que cualquier elemento en él equilibra las demás partes del sistema, actuando de forma similar a un "organismo vivo".

Los seres humanos no somos más que unos viajeros en esta gran embarcación llamada Tierra (o porqué no decirlo, Gaia). Como huéspedes que somos en este gran hotel de 5 estrellas debemos conocer su funcionamiento para ayudar a equilibrar un sistema al que los seres humanos ha pasado desapercibido o ha sido ignorado, ya que en muchos casos el hombre ha sido consciente del mal que hacía a su hogar.

Un buen marino debe conocer de cabo a rabo su barca... El mejor de los aviadores necesita infinidad de horas para comprender el funcionamiento de una aeronave... Hasta el más competitivo piloto de carreras necesita conocer a fondo las fortalezas y debilidades de su monoplaza... Estos ejemplos hacen darme cuenta de algo que todos deberíamos preguntarnos: ¿porqué no conocemos lo suficiente nuestro "medio de transporte"? Quizá los últimos hechos acaecidos desde los estudios que confirman el cambio climático en nuestro planeta hayan despertado en la gente un sentimiento de afinidad con todo lo que le rodea, con un mayor interés por el medio natural. Posíblemente este sentimiento haya despertado tarde, pero cómo dice el conocido refrán: "Nunca es tarde si la dicha es buena". Y es que el ser humano siempre ha sido un fruto del medio, a pesar de que nuestra tozudez y nuestro ego hayan intentado darle la espalda a lo que somos, Gaia.

Con el fin de despertar esa pasión por nuestro planeta en los pocos, aunque espero que fieles, lectores nace este blog.

Desde el origen de nuestro planeta hasta fenómenos históricos que reflejan la unión entre hombre y naturaleza, viajes a través de lugares recónditos o parajes cercanos a vuestros hogares, entre tantos otros temas de nuestra geografía, serán a partir de hoy el contenido que dará vida a este pequeño rincón del enorme mundo en el que nos encontramos.

"No es digno del hombre aceptar con naturalidad lo que es propio de la naturaleza."

Alexander von Humboldt, padre de la Geografía moderna.