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Cómo se formó el planeta Tierra y cómo varias catástrofes estuvieron a punto de destruirlo, pero en vez de ello lo hicieron habitable.

Creada02-02-2015
Modificada17-05-2017
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Julio3

Reseña del Documental El Origen de La Tierra de la serie La Historia del Universo

El Origen de La Tierra

Documental de la serie La Historia del Universo (T2, E1, 2012), en el que se describe cómo se formó el planeta Tierra y cómo varias catástrofes estuvieron a punto de destruirlo, pero en vez de destruirlo lo hicieron habitable.

Polvo de Estrellas

Hace 5 Giga años, el Sistema Solar no existía.

Existía una gigantesca nube de Gas y Polvo, restos de la explosión de varias estrellas que habían estallado anteriormente y que habían derivado durante millones de años por el espacio antes de comenzar a unirse en una nebulosa.

La fuerza de gravedad no es capaz de actuar sobre partículas tan pequeñas para cohesionarlas, por lo que muchos astrofísicos opinan que el primer impulso para que comenzaran a formarse cuerpos masivos fue dado por la onda de choque de alguna supernova cercana que hizo que la nube de gas y polvo se contrajera lo suficiente para iniciar el proceso de formación planetaria.

La Acreción Electrostática

Los primeros conglomerados de polvo fueron producidos por la electricidad estática, en un proceso conocido como Acreción Electrostática, formando cuerpos grandes, de varios cientos de metros, pero con la consistencia de la pelusa que se forma bajo nuestras camas. Al llegar a un tamaño significativo, la fuerza de la Gravedad tomó el relevo haciendo que las nubes de pelusa colapsaran y formando cuerpos más pequeños pero más densos.

Aún así seguían teniendo una densidad muy baja, menos que la del corcho, pero conforme se fueron incorporando nuevos materiales la gravedad los fue haciendo más densos hasta formar los primeros objetos masivos del Sistema Solar.

El Disco Planetario

Se formaron trillones de aglomerados masivos y la gravedad hizo que muchos de ellos fueran chocando entre sí. La nube se fue contrayendo, pero no de forma radial, cayendo exactamente hacia el centro de la nube, sino en direcciones aleatorias, lo que hizo que muchos de esos cuerpos siguieran trayectorias curvadas alrededor del centro de gravedad del sistema.

La fuerza electrostática y el gradiente gravitacional hicieron que la mayor parte de la nube adquiriera una forma de disco en rotación, y en ese disco los cuerpos siguieron chocando y creciendo durante cientos de miles de años hasta formar cuerpos de varios cientos de Km.

En el centro de la nube se formó la mayor concentración de materia, más del 90% de la masa de la nube original. El cuerpo allí formado era tan grande que la presión ejercida en el centro del mismo fue suficiente para provocar una fusión nuclear y dar nacimiento al Sol. El resto de la nube, en un disco rotatorio, siguió provocando choques que hicieron los planetas cada vez más grandes. Al final, los trillones de cuerpos iniciales se aglomeraron para formar unos pocos millones de cuerpos planetarios.

Los Protoplanetas

Hasta entonces el planeta era una masa irregular, con grandes protuberancias similares a montañas y simas, grietas y cañones que horadaban el interior. Pero al llegar a ese tamaño, la gravedad interna del planeta es suficiente para hacer que las irregularidades del terreno superficial empiecen a igualarse. Las protuberancias montañosas de la superficie cayeron sobre las grietas y simas, y el planeta comienza a tomar una forma redondeada. Y se irá haciendo más redondo conforme el planeta vaya creciendo.

Al principio los choques entre cuerpos masivos eran ligeros, y los objetos seguían estando fríos, pero conforme su masa y densidad era mayor los choques eran cada vez más violentos produciendo calor, mucho calor, suficiente para fundir los minerales más pesados.

Los metales más pesados, la mayor parte Hierro y Níquel, al fundirse fueron derivando hacia el centro del planeta, dejando sobre él los materiales menos pesados, como el Aluminio y el Silicio.

La Tierra había nacido. Era una esfera de material fundido, aún del tamaño de la Luna, pero siguió sufriendo el bombardeo de millones de cuerpos de diversos tamaños que la fueron haciendo cada vez más grande.

La Guerra de los Titanes

Los varios millones de protoplanetas formados siguieron transitando por el Sistema Solar provocando numerosas colisiones. Los protoplanetas más pequeños, al sufrir una colisión, podían despedazarse esparciendo sus escombros por el espacio en forma de asteroides de Níquel y Hierro o de Silicio y Aluminio, según la parte del planeta desde el que fueran arrojados al espacio, pero los más grandes absorbían los impactos y crecían en el proceso. Y mientras más grande era un protoplaneta, más probabilidades había de que sobreviviera a las colisiones y siguiera creciendo. Los protoplanetas más grandes crecían más rápido que los más pequeños.

Este período duró unos 30 mega años y es conocido como Naumaquia Titánica, la Guerra de los Titanes.

Al final quedaron planetas de tamaños muy variados. Había unos pocos que tenían más de 10.000 Km de diámetro. Bastantes más que tenían más de mil, y muchísimos que tenían más de cien Km, pero la mayor parte eran meteoritos de mucho menor tamaño.

La Gran Colisión de Theia

Colisión de Theia con la TierraEl último gran impacto que sufrió la Tierra fue con Theia, un planeta del tamaño de Marte. La colisión fue tan gigantesca que estuvo a punto de destruirla, pero en su lugar, inició el proceso que la convertiría en un planeta habitable.

Si nos hubiera golpeado de pleno, la Tierra se habría despedazado y se habría convertido en un cinturón de asteroides. Pero tuvimos la suerte de que nos golpeó con un ángulo oblicuo y sólo una pequeña parte de escombros fueron salpicados al espacio, formándose un cinturón de rocas que quedaron en órbita alrededor de la Tierra y que con el tiempo se aglomeraron para formar dos lunas orbitando alrededor de la Tierra.

Colisión de las dos lunas de la TierraLas dos lunas nos acompañaron durante varios millones de años antes de chocar entre sí para terminar de dar forma a la Luna que conocemos.

Gracias a la Luna, la Tierra tiene un eje estable que ha conservado durante miles de millones de años, permitiendo la existencia de la Vida.

Sin ella no estaríamos aquí.

El Bombardeo Tardío

Cuando el Sol empezó a brillar, su calor hizo que su entorno se calentara y el vapor de agua fue arrastrado por el Viento Solar hacia los confines del Sistema Solar. Allí se formaron grandes masas de hielo y polvo, trillones de asteroides y cometas, algunos de los cuales cayeron en los planetas gigantes exteriores mientras que otros muchos quedaron en un cinturón de asteroides.

La Tierra se enfrió, la corteza se solidificó y se convirtió en un planeta caliente y reseco. Faltaba la mayor parte del agua que hoy en día existe en nuestro planeta.

Los cuatro gigantes gaseosos exteriores, Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano tenían órbitas distintas a las actuales, pero el tirón gravitatorio cada vez que uno de ellos pasaba cerca de los otros fue alterando sus órbitas hasta que se produjo un período de Resonancia Gravitatoria. Júpiter daba dos vueltas alrededor del Sol mientras Saturno daba una.

Esto hizo que durante varios millones de años el tirón gravitatorio de ambos se acumulara haciendo que sus efectos sobre los planetas y cometas interiores fueran mucho más acusados.

Neptuno y Urano se intercambiaron de órbita.

Las órbitas de los asteroides y cometas interiores se hicieron mucho más alargadas hasta que en su punto más cercano al Sol atravesaron las órbitas de Marte y la Tierra. Y durante varios millones de años, una inmensa cantidad de asteroides y cometas repletos de hielo cayeron periódicamente sobre la Tierra aportándole el agua que hoy llena nuestros océanos.

Al final, Saturno fue alejado hacia el exterior y dejó de estar en resonancia con Júpiter. Los cometas y asteroides del cinturón interior volvieron a tomar poco a poco una órbita más circular y dejaron de chocar con la Tierra y, más tarde, con Marte.

La Tierra fue transformada. Se convirtió en un planeta con océanos, a una distancia adecuada del Sol para que la mayor parte del agua estuviera en estado líquido, con su eje estabilizado por la órbita lunar y protegida por un intenso campo magnético que detiene la mayor parte de las letales radiaciones cósmicas del Sol y del resto del Universo.

Un lugar en el que ha sido posible la aparición de la vida y la inteligencia.

¿Qué probabilidades había de que ocurriera esto?

Mundos sin fin

Durante 20 años los astrónomos han observado las estrellas hasta localizar varios centenares de planetas extrasolares. Casi todos los planetas descubiertos eran gigantes gaseosos, pero en lugar de estar a unos 600 Giga metros de su estrella, como Júpiter del Sol, estaban mucho más cerca, a apenas 10 giga metros o incluso menos.

Cuando lanzamos el telescopio espacial Kepler comenzamos a descubrir muchos más planetas, miles de ellos, más pequeños y más lejos de su estrella, y hemos comprobado que hay una gran variedad en los planetas descubiertos y que los planetas existen en muchas, más de la mitad de las estrellas de la galaxia, y que hay muchos más planetas huérfanos en el espacio interestelar, lejos del calor y la luz de ninguna estrella.

De todos los planetas descubiertos aún no hemos encontrado ninguno que sea del tamaño de la Tierra y que esté a la distancia adecuada de su estrella, pero podemos aventurar, a tenor de la cantidad de planetas descubiertos, que en la Vía Láctea pueden existir miles de millones de planetas como la Tierra.

Aunque otras condiciones sean mucho más improbables, la cantidad de planetas terrestres es tan grande que es casi seguro que en algunos de ellos pueda desarrollarse la Vida y que alguna especie animal llegue a desarrollar inteligencia y tecnología suficiente para mirar las estrellas y preguntarse si existirán seres inteligentes en otras estrellas.

La cuestión no es si existirán otras civilizaciones en el Universo, sino a qué distancia estarán nuestros vecinos más cercanos y cuánto tiempo tardaremos en conocerlos.

En mi opinión

Este es uno de los mejores documentales que he visto en los últimos años y recomiendo que lo veáis, no una, sino varias veces.

Contiene los datos más importantes sobre el tema de la formación de los planetas e introduce algunos de los últimos descubrimientos de la astrofísica y de la génesis planetaria.

No obstante, como siempre tengo yo que meter baza, permitidme hacer algunos comentarios, pero teniendo en cuenta que algunos de ellos son opiniones mías que aún no han sido verificadas por la comunidad científica.

Gases, Polvo... y Escombros

Las primeras estrellas que se formaron en el Universo eran de Hidrógeno puro. Aunque en el Big Bang se formó una pequeña cantidad de Helio, el 99'999% de los átomos del Universo eran Hidrógeno, con poquísimo Helio y, quizás, una cantidad insignificante de Litio.

Al no existir polvo, no se producía acreción electrostática, y al no haber todavía supernovas tampoco se producían ondas de choque que comprimieran los gases para iniciar una acreción planetaria.

Pero se formaron estrellas. Hacía falta un volumen enorme pero en aquella época, apenas un millón de años después del Big Bang, el Universo era diez mil veces más pequeño y con un volumen (10.000 elevado al cubo) un billón de veces menor, por tanto, un billón de veces más denso. Si hoy hay en el Universo unos cinco átomos de Hidrógeno por metro cúbico, en aquella época había cinco billones.

Cinco billones de átomos de Hidrógeno por metro cúbico es aún una densidad muy reducida. Si quisiéramos reunir la masa suficiente para reunir una simple gota de agua, tendríamos que recoger los átomos de ¡SEIS Km³!

Las condiciones eran distintas, y la mayor densidad permitió que se formaron estrellas, muchas de ellas diez veces más grandes que nuestro Sol. En su interior, las reacciones nucleares fabricaron Helio, Oxígeno, Carbono y todos los demás elementos hasta llegar al Hierro. Las estrellas más grandes ardían más rápido, y al acabar su combustible estallaban en Supernovas. En el proceso de la explosión se fabricaron los demás elementos más pesados que el Hierro, el Cobre, la Plata, el Plomo, el Oro, hasta llegar al Uranio. Y todos esos materiales fueron lanzados al espacio para, posteriormente, dar lugar a una segunda generación de estrellas, esta vez con los elementos pesados que construyeron los primeros planetas del Universo.

Pero lo que sale de una Supernova no es sólo polvo. También fueron lanzados al espacio gran cantidad de escombros, bloques de minerales del tamaño de montañas expulsados de las entrañas de la estrella y que al ser arrojados al espacio se enfriaron y solidificaron formando los primeros asteroides del Universo.

La nebulosa de la que nació nuestro Sistema Solar no estaba formada sólo de gas y polvo, sino también de escombros, algunos del tamaño de montañas y muchos de ellos de materiales rocosos y metálicos.

Muchos de esos fragmentos fueron las semillas alrededor de las cuales se formaron los planetas y estrellas siguientes.

La Creación del Sol

Cuando se explica el proceso de formación del Sistema Solar se suele dar a entender que primero se forma el Sol y a su alrededor se forman los planetas.

Es una imagen demasiado simplificada... y completamente errónea.

En primer lugar, en una nube de gas, polvo ¡y escombros!, la mayor concentración de masa no se forma en el centro, sino en la periferia.

Pensad por un momento que los átomos del centro de la nube son atraídos por igual desde todas direcciones y por tanto no tendrán apenas tendencia a desplazarse. En cambio las partículas que haya en el borde de la nube serán atraídas por una gran cantidad de átomos de una dirección y muy pocos de la opuesta, así que serán los átomos del borde los que empiecen a presionar y formar aglomeraciones conforme van empujando hacia el centro. Los primeros cuerpos masivos no se forman en el centro de la nebulosa, sino a mitad de camino entre el centro y la periferia.

Y de todos los cuerpos que se forman, hay uno que es el más grande y por su tamaño absorbe más cuerpos de su entorno, crece más rápido, acumula más masa, y todos los demás cuerpos se ponen a orbitar a su alrededor.

Pero el proceso de encendido del Sol aún no se ha producido.

TODOS los cuerpos del sistema siguen creciendo, los más grandes más rápido, los medianos más despacio, los pequeños crecerán si tienen suerte, si no, serán despedazados.

Lo que hay en el centro del Sistema empieza siendo un protoplaneta, exactamente igual que todos los protoplanetas. Adquiere un tamaño suficiente para que la gravedad lo haga redondo. Sigue creciendo, recibe un bombardeo asteroidal masivo, se funde, los materiales fundidos viajan hacia el centro.

El planeta adquiere un tamaño suficiente para empezar a tener una atmósfera de los gases más pesados, como Nitrógeno, Amoníaco, Metano y vapor de agua, pero también de los gases más ligeros. El gas más abundante es el Hidrógeno, pero es tan ligero que no puede ser retenido más que por una masa gigantesca.

Cuando el protosol alcanzó esa masa empezó a retener cantidades cada vez más ingentes de Hidrógeno. Se convirtió en un gigante gaseoso como Júpiter, con un núcleo de metal fundido, rodeado de un manto de silicatos y una atmósfera de Hidrógeno.

Siguió creciendo hasta alcanzar un tamaño muy superior al de Júpiter y su masa era casi toda de Hidrógeno. Cuando la masa llegó a un tamaño crítico, la presión en el interior era tanta que el Hidrógeno empezó a fusionarse en Helio.

Podríamos decir que en ese momento nació el Sol, aunque no fue un momento tan violento como podamos pensar. Aunque en su interior estaba estallando una bomba H de forma continua, la cantidad de masa que había sobre ella era tanta que la superficie del sol apenas empezó a agitarse un poco.

Ni siquiera empezó a brillar todavía. Los fotones emitidos por la reacción nuclear chocaban con los átomos de hidrógeno, y rebotaban y volvían a rebotar trillones de veces antes de que el azar les llevara hacia la superficie para iluminar el Sistema Solar.

Probablemente la luminosidad del Sol empezó de una forma muy tenue y fue incrementándose lentamente hasta alcanzar su máximo brillo casi un millón de años más tarde.

Y durante todo este período de tiempo, desde la formación del protosol hasta su encendido pleno, todos los demás planetas del Sistema Solar siguieron creciendo.

Y cuando el Sol se encendió, dejaron de crecer.

Cuando el Sol alcanzó su máximo brillo emitía desde la superficie tantos fotones como los que se producían en su interior, y esos fotones arrastraban con ellos átomos de Hidrógeno y Helio y partículas de polvo ionizado en dirección a los confines del Sistema Solar.

Ese Viento Solar fue barriendo el Sistema empujando las partículas y gases ligeros.

Todo el polvo y los gases que no hubiesen sido ya atrapados por los planetas, fueron barridos al espacio interestelar.

Solo quedaron los escombros.

La próxima vez que oigáis que primero se formó el Sol y luego los planetas, tened en cuenta que cuando el Sol se encendió y alcanzó su máximo brillo, todos los planetas ya se habían formado.

Ver también: El Origen del Sistema Solar y El Origen de la Tierra y la Luna

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Ver Ficha de El Origen de La Tierra de la serie La Historia del Universo

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