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Las Probabilidades de la aparición de la Vida en el Universo.

Creada07-10-2015
Modificada07-10-2015
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Diciembre4

Los Umbrales de la Vida

Después de los varios documentales que he reseñado las últimas semanas en los que se planteaba la posibilidad de comunicarnos con seres inteligentes extraterrestres, he pensado escribir un artículo para aclarar y aclararme algunas ideas.

En los últimos años, utilizando nuevas técnicas de observación, hemos llegado a descubrir miles de planetas fuera de nuestro Sistema Solar.

La mayoría son Gigantes Gaseosos, en los que no es posible la Vida Humana. Son la mayoría de los que hemos descubierto, lo cual no significa que sean mayoría en realidad. Sencillamente, cuesta más trabajo localizar planetas pequeños como la Tierra.

Hemos descubierto que sí, El Tamaño Importa. Según sea el tamaño del Planeta podemos clasificar los Planetas en cuatro categorías.

  1. Rocosos: Demasiado Pequeños para mantener una atmósfera. Son rocosos y secos. Si están lejos del Sol pueden estar cubiertos de Hielo. Si orbitan alrededor de un planeta en una órbita excéntrica, conforme se aleja y acerca al planeta se puede producir un amasamiento que generaría calor interno, pudiendo producir actividad volcánica y un océano líquido por debajo de la capa helada del exterior.
  2. Terrestres: De tamaño similar a la Tierra, lo bastante grandes para tener Atmósfera, Océanos y Continentes y con un núcleo caliente que genera actividad volcánica.
  3. Oceánicos: Tan grandes que tienen una atmósfera bastante densa y tanta agua que todas las tierras están sumergidas. Puede tener islas volcánicas, como las Hawai, en varios archipiélagos repartidos por el Océano planetario, pero todos los archipiélagos son efímeros, apenas durarán unos pocos millones de años hasta que la erosión los disuelva en el océano. Afortunadamente, mientras siga habiendo actividad volcánica seguirán apareciendo nuevas islas.
  4. Gaseosos: Son grandes y su gravedad es tan intensa que mantienen una atmósfera muy densa, incluyendo los gases más ligeros, Helio e Hidrógeno. La atmósfera es opaca y tiene un grosor de decenas de miles de Km antes de llegar a un gigantesco océano, no de agua, sino de Helio e Hidrógeno líquidos, que cubre una roca tan grande como diez o veinte Tierras.

Esta clasificación no es determinista, no hay tamaños exactos a los que un planeta pasa de rocoso a terrestre. También depende de la distancia al Sol. Un planeta de tamaño terrestre colocado en la órbita de Mercurio acabaría sin atmósfera ni mares y cubierto por un paisaje rocoso y ardiente.

Pero aunque no es determinista, si nos puede servir de orientación.

En nuestro Sistema Solar tenemos muchísimos cuerpos rocosos, casi todos lunas, unos pocos terrestres, ninguno oceánico y varios gaseosos.

De los varios miles de planetas descubiertos fuera del Sistema Solar, la mayoría son Gaseosos. También se han encontrado varias Supertierras, que algunos científicos piensan que serán planetas oceánicos.

Los medios cada vez más avanzados de observación, más y mejores observatorios en la Tierra y en el Espacio, permiten vaticinar que muy pronto podremos observar planetas mucho más pequeños, tanto como la Tierra, y tal vez hasta sus Lunas.

Gigantes Lejanos

Una cosa que ha llamado la atención de los científicos es el hecho de que la mayoría de los planetas Gigantes Gaseosos encontrados fuera del Sistema Solar están muy cerca de su sol. Si la Tierra está a 150 Gm del Sol, la mayoría de estos planetas están a menos de 10 Gm.

Esto es algo que puede parecer extraño. En nuestro Sistema Solar los Gigantes Gaseosos se encuentran a entre 780 (Júpiter) y 4.500 (Neptuno) Gm del Sol. Es lógico que un Gigante Gaseoso sólo se puede formar donde hay mucho gas, lejos de las radiaciones del Sol, y aquí esos gigantes se han quedado donde se formaron.

Pero parece ser que en otras estrellas los Gigantes Gaseosos han derivado cayendo hacia el Sol.

Cabe preguntarse dos cosas:

¿Qué es lo habitual?

Y ¿Qué hubiera pasado si los Gigantes Gaseosos de nuestro Sistema Solar hubieran derivado hacia el Sol?

La segunda pregunta tiene una respuesta inmediata: No existiríamos.

Si un planeta gigante va teniendo una órbita cada vez más pequeña, irá barriendo todas las órbitas interiores y arrojando de ellas a todos los planetas que encuentre.

Marte, Tierra, Venus y Mercurio hubieran sido arrojados de sus órbitas y habrían acabado estrellados contra Júpiter o el Sol, o más probablemente arrojados al vacío interestelar.

En cuanto a la primera pregunta, habrá que ver las estrellas con planetas de nuestro entorno y ver en qué porcentaje los Gigantes Gaseosos se encuentran más cerca o más lejos de su sol.

Gigantes Calientes

Por la forma en que descubrimos los planetas, parece que estamos condenados a encontrar sólo planetas cercanos al Sol.

Sólo podemos percibir la presencia de un planeta cuando pasa por delante del disco solar de su sol. Entonces notamos que disminuye el brillo y podemos determinar el tamaño relativo. Con otra serie de parámetros podemos notar si el tránsito es rápido o lento y podemos intentar calcular la duración de su órbita y la distancia al Sol.

En realidad es muy poca información y muy imprecisa, muchas veces nos podríamos ver engañados por cualquier variación aleatoria de la intensidad, así que hay que esperar al menos tres tránsitos para poder empezar a estar seguros de que se trata de un planeta.

Con este procedimiento sólo podemos detectar planetas cuyo plano orbital coincida con la Tierra. Por supuesto, detectaremos los planetas más grandes antes que los pequeños. Pero si tenemos que esperar tres tránsitos para confirmar una observación, entonces los planetas, pequeños o gigantes, que se encuentren a 800 Gm del Sol tardaremos más de 20 años en confirmarlos. Y si se encuentra tan lejos como Neptuno, tardaríamos más de 300 años en ver tres tránsitos consecutivos.

Indudablemente, de aquí a 300 años sabremos más, pero a no ser que descubramos otros procedimientos más eficaces para detectar planetas, de momento lo más fácil es detectar planetas gigantes MUY cercanos a su estrella.

Y precisamente por el hecho de estar muy cerca de su estrella, son muy calientes. La radiación y el Viento Solar azotará las capas altas de su atmósfera y les irá arrancando jirones de Hidrógeno y Helio. Los Gigantes Gaseosos son eso, Gigantes, y pueden pasar cientos o miles de millones de años antes de que toda su atmósfera sea arrancada, quedando entonces una roca gigantesca, del tamaño de diez o veinte Tierras, abrasada a temperaturas de 10.000 grados.

Sistemas Solares Estables

Las estrellas nacen, crecen y mueren. La vida media de una estrella como el Sol es de unos diez o doce mil millones de años. Durante todo ese tiempo va transformando Hidrógeno en Helio que se va acumulando en su núcleo, siendo éste cada vez más grande y haciendo que la zona de fusión nuclear sea cada vez mayor, aumentando su intensidad aproximadamente en un 10% cada mil millones de años.

Nuestro Sol tiene 4'5 Giga·años y hoy es un 40% más intenso que cuando se formó. Le quedan por delante otros 5 Ga antes de convertirse en Gigante Roja y, algo más tarde, explotar como una Nova. Y conforme aumenta su intensidad la zona habitable se va alejando de la estrella.

Un planeta en una órbita estable puede pasar en varios miles de millones de años de estar demasiado lejos a demasiado cerca, y sólo durante el período intermedio estar a la distancia adecuada. Si ese período es suficiente para que la Vida evolucione antes de que el planeta se haga inhabitable, hay posibilidades de que alguna especie desarrolle la tecnología y, cuando su planeta empiece a ser inhabitable tengan medios tecnológicos para prolongar la habitabilidad de su planeta o emigrar al espacio.

Pero las órbitas de los planetas no son totalmente estables. Según el tamaño de la estrella hay una distancia de equilibrio. Los planetas más cercanos tienden a caer hacia el Sol, los más lejanos a alejarse.

Esto puede apreciarse en la Luna a 385 Mega·metros de la Tierra, que cada año está 3'4 cm más lejos, con lo que en mil millones de años estará a más de 420 Mm de la Tierra.

Júpiter, el planeta más grande del Sistema Solar, se formó más lejos del Sol de lo que está hoy en día, posiblemente a unos 900 Gm. Empezó a derivar hacia el Sol, acercándose en una órbita cada vez más cerrada que fue barriendo el Sistema Solar interno. De haber continuado su progresión hubiera llegado hasta nuestra órbita, 150 Gm, arrojándonos de ella e impidiendo que se desarrollara la Vida. Pero se detuvo a unos 780 Gm del Sol porque más allá de Júpiter se formaron otros tres planetas gigantes cuya atracción gravitatoria fue suficiente para frenar la espiral destructora de la órbita de Júpiter.

El Sistema Solar goza de una situación privilegiada, tiene cuatro planetas gigantes en órbitas repartidas a distancias entre 780 y 4.500 Gm. Júpiter, el más cercano, tiende a caer hacia el Sol pero se mantiene más o menos estable gracias a la atracción gravitatoria de los gigantes más lejanos. Y éstos tienen tendencia a alejarse del Sol, pero la atracción de Júpiter los mantiene a distancias más o menos estables.

¿Cuantas probabilidades hay de que ocurra esto? De los miles de planetas ya descubiertos en otros sistemas solares la mayoría son Gigantes Gaseosos Calientes, a menos de 10 Gm de su sol, quizás a punto de sumergirse en él.

Aún no hemos localizado Gigantes Gaseosos Lejanos, lo cual puede ser porque sean mucho más difíciles de localizar o bien porque sean muy poco frecuentes.

En tal caso nos enfrentamos a una gran incógnita: no sabemos cuál es la probabilidad de que un Sistema Solar sea estable, pero lo que hemos descubierto hasta ahora sugiere que es un probabilidad MUY baja.

Miles de Millones de Planetas

Planetas más pequeños y lejanos puede que sean más abundantes, pero de momento hemos visto bastante pocos.

No obstante, aún con los pocos que hemos visto hasta ahora, en los últimos años los científicos se han atrevido a conjeturar unos resultados que han resultado ser, como mínimo, sorprendentes.

Nuestra Galaxia, la Vía Láctea, contiene unas 200 Gigas (miles de millones) de estrellas.

Aproximadamente la cuarte parte, unas 50 G de estrellas, son amarillas como nuestro Sol, y de ellas el 22% tienen planetas (Que hayamos visto. Seguramente serán muchos más).

Se estima que si una estrella tiene varios planetas, es muy probable que tenga alguno del tamaño de la Tierra.

Así que podemos estar hablando de 11 G de planetas como la Tierra en la Vía Láctea.

Pero no tenemos por qué restringirnos sólo a estrellas amarillas, también las enanas rojas, de las que hay el triple que amarillas, tienen planetas, y también de tamaños terrestres. Y también es posible que los Gigantes Gaseosos tengan lunas lo bastante grandes para retener una atmósfera.

En total parece que podría haber en nuestra galaxia entre 50 y 100 Gigas de planetas o lunas de tamaño terrestre que, si además estuvieran a la temperatura adecuada, serían habitables.

Habitables. Pero ¿Habitados?

La Ecuación de Drake

Hace mucho tiempo Frank Drake escribió una fórmula para calcular la probabilidad de encontrar Vida Inteligente.

La fórmula era la siguiente: N = R * fp * ne * fl * fi * fc * L

Donde 

  • R es el número de estrellas similares al Sol que se generan al año en la Vía Láctea
  • fp es la fracción de estas estrellas que tienen planetas en su órbita.
  • ne es la fracción de planetas a la distancia adecuada del Sol
  • fl es la fracción de esos planetas en los que se ha desarrollado la vida
  • fi es la fracción de esos planetas en los que se ha desarrollado la inteligencia
  • fc es la fracción de ellos que ha desarrollado una tecnología e intenta comunicarse
  • L es el número de años que puede existir una civilización inteligente.

En aquella época sólo se conocía, y no con mucha seguridad, el primer parámetro. Gracias a los recientes descubrimientos que acabamos de mencionar, ya conocemos los dos siguientes.

Pero con los cuatro últimos no podemos hacer otra cosa que especular. Y son especulaciones muy arriesgadas.

Planetas que desarrollen la Vida, luego la Inteligencia y luego la Tecnología. Y que quieran comunicarse. Y que vivan durante bastante tiempo.

Y ¿se supone que esos sucesos se van a producir de forma secuencial, uno detrás de otro?

El Umbral de la Vida

Por lo que hemos visto del Universo, hay más de 50 G de planetas en nuestra galaxia.

Aunque sólo tenemos una muestra, hemos descubierto que la Vida surgió en la Tierra casi inmediatamente después de que se enfriara lo suficiente para que se formaran los océanos. No me parece demasiado arriesgado suponer que la Vida es un proceso normal que surgirá de forma inevitable en todos aquellos planetas que reúnan determinadas características, como agua líquida con minerales disueltos y un aporte energético más o menos estable que no sea excesivo.

Podremos comprobarlo en unos 20 o 40 años, cuando construyamos telescopios espaciales mucho mejores y podamos observar los exoplanetas de forma individualizada, analizando su espectro luminoso para conocer la composición de su atmósfera. Entonces podremos saber si los gases de su atmósfera son los propios de un planeta estéril o de un planeta con Vida.

El Umbral de la Inteligencia

Respecto a que aparezca la Inteligencia, podemos razonar de dos formas distintas:

  1. Sólo conocemos un planeta habitado y en él ha aparecido la inteligencia, osea que debe ser algo muy probable.
  2. En la Tierra existen unas 5 millones de especies y se estima que han existido cien veces más que se han extinguido. Aunque nos restringiésemos sólo a los animales vertebrados mayores de cierto tamaño, serían varios millones de especies. De todas ellas sólo una ha llegado a desarrollar la inteligencia, osea que debe ser algo muy improbable.

La verdad es que no podemos calcular las probabilidades de una apuesta si no sabemos con qué cartas estamos jugando, y no sabemos por qué, hace unos pocos millones de años, unos pequeños primates empezaron a desarrollar la inteligencia.

¿Por qué no lo hicieron los dinosaurios, que reinaron la Tierra durante cientos de millones de años? ¿O los tiburones o las marsopas?

Lo cierto es que de las millones de especies que han existido, ningún insecto, ni pez, ni ave, ni reptil, ni molusco, ni dinosaurio, ni cetáceo, ni escualo, ni félidos, ni cánidos, ni siquiera los grandes cerebros de delfines y ballenas son lo bastante inteligentes para comunicar ideas medianamente abstractas.

No tenemos la menor idea de en cuántos planetas con Vida llegan a evolucionar especies lo bastante inteligentes para formar culturas y civilizaciones. Lo mismo podrían ser el 50 por ciento o el 1 por billón.

¿Habría alguna forma de que podamos detectar si un planeta tiene Vida Inteligente?

Por el análisis de su atmósfera no, desde luego. Y aunque seamos algún día capaces de construir telescopios gigantescos capaces de ver la geografía del planeta y podamos distinguir ciudades y carreteras ¿cómo saber si son la obra de seres inteligentes o de una colonia de hormigas gigantescas?

Así que el quinto factor de la Ecuación de Drake seguirá siendo una incógnita hasta que vayamos hasta allí e intentemos comunicarnos con ellos.

El Umbral Tecnológico

En cuanto a la Tecnología, deberíamos descartar todas las especies que vivan en los océanos. Es indudable que aunque fuera posible la existencia de seres inteligentes en el océano, no se podrían desarrollar la metalurgia, ni el magnetismo ni la electricidad. Y sin ellos no sería posible la electrónica ni las comunicaciones por radio.

En los planetas oceánicos habrá archipiélagos volcánicos. Es posible que en ellos existan seres inteligentes que puedan desarrollar tecnología y dar el salto al espacio, pero la Evolución necesita grandes espacios para llevar a cabo su magia. Si existen planetas donde la Vida Inteligente haya evolucionado fuera del mar, o que haya evolucionado en el mar y luego conquistado tierra firme, esto será un suceso más probable en un planeta terrestre, con grandes continentes, que en un planeta oceánico con pequeños archipiélagos.

Y volvemos a preguntarnos ¿hay alguna forma de que lo podamos detectar?

En este caso, probablemente sí.

Una civilización tecnológica contamina. Es algo inevitable.

Si analizamos la composición de su atmósfera podríamos comprobar si se producen gases de combustión, lo que indicaría una civilización industrial, o si hay isótopos radiactivos artificiales, lo que indicaría que utilizan la energía atómica. Incluso podríamos encontrar en su atmósfera productos de la combustión de combustibles de cohetes, lo que nos podría indicar si están enviando naves al espacio.

Muchos de estos hallazgos podrían ser discutibles, tal vez haya procesos físicos y químicos naturales que produzcan los gases de combustión, pero la presencia de elementos radiactivos de vida corta sólo puede significar que han sido fabricados recientemente, no proceden del origen del planeta.

Sin embargo, una civilización tecnológica medianamente avanzada creará un subproducto que puede ser detectado desde la Tierra. Y no en el futuro, sino que podríamos haberlo detectado desde hace mucho tiempo y que en realidad estamos intentando detectar desde hace más de 50 años.

El Umbral de las Comunicaciones por Radio

Toda civilización tecnológica descubrirá y usará las comunicaciones por radio.

Y aunque más adelante puedan descubrir otras formas distintas de comunicación a distancia, las emisiones de ondas electromagnéticas las seguirán utilizando con muy diversos fines.

Las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz en todas direcciones y las ondas naturales, producidas por fenómenos naturales, son muy diferentes de las artificiales.

Nosotros emitimos ondas y cuando lo hacemos con fines de comunicación las modulamos. Modulamos las frecuencias o las amplitudes, incluso la polarización de las ondas, de forma que una onda artificial es muy diferente de una onda natural.

Si cualquier civilización tecnológica de nuestro entorno usara ondas de radio para sus comunicaciones, podríamos detectarlo.

Podríamos haberlo detectado desde hace 50 años.

Pero lo cierto es que de los cientos de miles de escuchas realizadas nunca hemos detectado una emisión de ondas que sea claramente artificial.

Puede ser un problema de enfoque. Las ondas artificiales de radio emitidas por un planeta pueden quedar ocultas bajo la intensa emisión de ondas de radio de su estrella. Para que pudiéramos distinguirla en medio del ruido espacial tendría que haber sido emitida con muy alta intensidad.

Nosotros, en 1.974, enviamos una señal muy intensa en dirección a la galaxia M-13, a 25 Kal de la Tierra. Si allí hay una civilización tecnológica que esté escuchando en nuestra dirección, tal vez, sólo tal vez, pueda distinguirla de las ondas de radio natural emitidas por el Sol y las estrellas que nos rodean.

¿Hay alguna forma de que podamos afinar el oído?

Por supuesto que sí. Cuando podamos ver planetas de forma individualizada con observatorios ópticos espaciales, también los podremos ver en las frecuencias de radio, separándolas de la radiación de su estrella. Y de nuevo es una cuestión de pocas décadas en el futuro.

Mientras tanto, el sexto factor de la Ecuación de Drake sigue siendo una incógnita.

El Factor L

Llegamos al séptimo y último factor de la Ecuación de Drake.

¿Durante cuánto tiempo intentan comunicarse las civilizaciones tecnológicas?

Siendo pesimistas podemos pensar que en cuanto tengan capacidad tecnológica de construir armas de extinción masiva las usarán, autodestruyéndose en el proceso.

Siendo optimistas podemos pensar que una vez que aparece una civilización tecnológica sigue existiendo mientras exista su planeta, tal vez miles de millones de años.

El Umbral Galáctico

Personalmente yo soy muy optimista.

Pienso que las civilizaciones tecnológicas se extenderán para colonizar el espacio de su sistema solar y después viajarán a otras estrellas. Crearán muchas colonias independientes que crecerán y se convertirán a su vez en origen de nuevas colonizaciones, extendiéndose por toda la galaxia.

También soy realista y asumo que algunas, tal vez muchas, de esas colonias se acabarán autodestruyendo, bien sea de forma accidental (contaminación o experimentos, biológicos o atómicos) o bien intencionada (guerras o terrorismo).

Pero mientras el ansia de colonización sea mayor que el ansia de autodestrucción el número de colonias espaciales seguirá creciendo de forma exponencial hasta llegar, en pocos millones de años, a colonizar todos los planetas habitables de la galaxia.

Lo cierto es que eso no ha ocurrido, al menos no en el pasado de nuestra galaxia.

Espero y deseo que ese será nuestro futuro y que dentro de varios millones de años existan descendientes del homo sapiens, y de otras muchas especies de plantas y animales que habremos llevado con nosotros, en todos los planetas habitables de la Vía Láctea y que tal vez algunas de esas miles de millones de colonias hayan intentado viajar a otras galaxias.

El Abismo Infranqueable

Drake tuvo en cuenta siete parámetros, y haciendo uso de grandes dosis de especulación supuso que en nuestra galaxia existirían varios miles de civilizaciones tecnológicas que estuvieran intentando comunicarse por ondas de radio.

Sin embargo hay un factor que él no tuvo en cuenta, sencillamente porque en aquella época nadie pensaba que pudiera tener importancia.

Las evidencias científicas recopiladas por las observaciones astronómicas en los últimos años nos han permitido descubrir que hay muchos más planetas terrestres de lo que se pensaba hasta ahora.

La evidencia científica sobre el origen de la Vida en la Tierra hace suponer que la Vida es un proceso que aparece de forma espontánea en el momento en que las condiciones planetarias llegan a cumplir ciertos requisitos, lo cual nos llevaría a la conclusión de que la Vida también es mucho más frecuente de lo que pensábamos.

Pero la búsqueda de emisiones artificiales de radio ha sido hasta ahora un completo fracaso, y eso hace pensar que la Vida Inteligente Tecnológica es mucho más improbable de lo que suponíamos. Incluso es posible que no exista, al menos en nuestra galaxia.

Hay un abismo gigantesco entre la posibilidad de la Vida y la de la Vida Inteligente Tecnológica. ¿Cómo explicarlo?

El Parámetro que Drake Ignoró

Todos los planetas de la Vía Láctea reciben dosis de radiación de sus estrellas cercanas y de las frecuentes explosiones de estrellas cercanas convertidas en Supernovas.

En las dosis normales del medio interestelar, esas dosis son letales para toda forma de Vida. Más intensas en las zonas del centro de las galaxias, donde hay una mayor densidad estelar, menos intensas en los planetas que haya en la periferia de las galaxias.

Pero incluso en la periferia de las galaxias, todos los planetas sufren el bombardeo de radiaciones de su propio sol.

Si un planeta no tiene protección contra esas radiaciones, la vida en la superficie no puede sobrevivir.

La Tierra está protegida de esas radiaciones por un intenso campo magnético. Gracias a él la Vida en la superficie sólida de la Tierra ha podido conquistar la tierra firme, evolucionar para crear millones de especies y los homo sapiens hemos podido inventar la tecnología.

Un planeta sin campo magnético puede albergar la Vida en los mares, pero no podrá desarrollar seres inteligentes que puedan usar la tecnología, así que para que aparezca Vida Inteligente Tecnológica es preciso que el planeta disponga de un campo magnético intenso.

La Formación de los Planetas

Los planetas se forman con la aglomeración de polvo y escombros de las explosiones de estrellas convertidas en Supernovas.

En su composición hay metales, minerales y todo tipo de elementos que a diferentes temperaturas pueden estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Gran parte de esos materiales están en forma de polvo y cristales de hielo, pero de la explosión de una supernova también son arrojados fragmentos de escombros arrojados desde el interior de la estrella, con diferentes composiciones y tamaños, algunos de cientos de Km.

La nube no es sólo una nube de polvo, y los fragmentos grandes van atrayendo, con su leve pero significativa masa, otros cuerpos a su alrededor que se van uniendo en conglomerados heterogéneos.

Una vez que la aglomeración alcanza un tamaño determinado, el calor producido por las fuerzas de acreción y las colisiones, cada vez más violentas, llega a ser tanto que los minerales se funden y los elementos más pesados se hunden hacia el núcleo del planeta. Los elementos más pesados, casi todos radiactivos, forman un pequeño núcleo en el corazón del planeta. A su alrededor hay un núcleo bastante mayor de Hierro que, por la presión de la masa que hay sobre él, se mantiene en un estado de Hierro Sólido Cristalizado. A continuación hay un manto metálico fundido, formado principalmente de Hierro y Níquel. Sobre él un manto fundido de Silicatos y Aluminio. Los silicatos menos pesados acaban en la superficie formando la corteza terrestre y sobre él los materiales más ligeros, líquidos y gases.

Según el tamaño del planeta, el núcleo radiactivo puede ser de unos pocos hasta varios cientos de metros. El Núcleo Radiactivo de la Tierra tiene unos 200 m y mantiene una explosión atómica contenida por los 6.000 Km de metales y silicatos que hay sobre ella, pero produce calor suficiente para mantener fundido el manto interior de la Tierra. Lo ha hecho durante 4.500 Millones de años y esperemos que lo siga haciendo por otros tantos, aunque un reciente cálculo estima que los materiales radiactivos sólo durarán unos mil millones de años más. Entonces dejarán de producir calor y el planeta comenzará a enfriarse desde el centro hacia afuera. Cuando lo haga, el Manto Metálico Fundido se solidificará, seguido del Manto Rocoso. El interior de la Tierra se enfriará y sólo recibiremos el calor que llegue desde el Sol. Si este calor no es suficiente, la Tierra dejará de ser habitable.

El Origen del Campo Magnético

El Núcleo Metálico de la Tierra está formado por Hierro, el metal más abundante del Universo, fabricado durante miles de millones de años en el interior de las estrellas y esparcido por el Universo tras su explosión en forma de Supernova.

En la parte más profunda del Núcleo Metálico la presión del material que hay sobre él es tanta que actúa como una bola sólida de Hierro cristalizado. En la parte más externa actúa como un líquido fundido, más o menos viscoso según su composición y temperatura.

La diferencia de temperaturas entre las partes profundas y superficiales hace que se produzcan corrientes líquidas ascendentes y descendentes, y como a esa temperatura el metal está muy ionizado, se producen campos magnéticos.

Por sí solos, los campos magnéticos tendrán direcciones aleatorias, pero si el planeta está en rotación la fuerza de Coriolis hará que las corrientes formen ríos circulares haciendo que los campos magnéticos se orienten en las direcciones del eje de rotación del planeta.

Los planetas gigantes que giren sobre un eje tendrán campos magnéticos intensos. Los planetas terrestres tendrán campos magnéticos más débiles. Mayor velocidad de rotación supondrá campos magnéticos más intensos. Un planeta que no rote tendrá campos magnéticos con direcciones aleatorias y sin efecto protector contra las radiaciones cósmicas.

La intensidad del campo magnético de un planeta terrestre puede ser aún mayor si está sometido a la fuerza gravitatoria de un cuerpo externo masivo, como la Luna o el Sol.

La Luna atrae a la masa de la Tierra provocando mareas, no sólo en los mares, sino también en el material fundido del interior. La atracción gravitatoria de la Luna pierde intensidad con el cuadrado de la distancia, y eso hace que atraiga a la parte más cercana del planeta con más intensidad que a la parte más lejana. Al ser el núcleo sólido de la Tierra más pequeño, el gradiente gravitatorio es menor y la Luna atrae al núcleo con una fuerza ligeramente mayor que al resto del planeta. La diferencia de esas fuerzas hace que el núcleo metálico sólido de la Tierra tienda a estar unos centímetros desplazado con respecto al centro de gravedad de la Tierra en dirección a la Luna, y como la Tierra está girando, el núcleo 'rueda' por dentro del manto terrestre, lo que hace que rote ligeramente más rápido que la corteza terrestre, provocando unas corrientes mucho más intensas que en un planeta sin lunas de tamaño apreciable.

Este hecho, que el Núcleo de la Tierra gire más rápido que la misma Tierra, puede sorprender a muchos, pero ha sido confirmado recientemente y mencionado en el documental Rayos X a la Tierra.

En él no se da una explicación al fenómeno, ignoro si porque no se conoce o por falta de tiempo en el documental, pero de cualquier forma es una deducción que hice hace años cuando estudiaba la influencia de la Luna en la rotación de la Tierra, y celebro que por fin se haya confirmado.

La misma Tierra, si no tuviéramos Luna, o si tuviéramos varias lunas que dispersaran su fuerza en diferentes direcciones, seguiría teniendo campo magnético debido a las fuerzas de Coriolis por la rotación, pero sería unas cinco o diez veces menos intenso y la Tierra recibiría muchas más radiaciones solares y cósmicas.

Los planetas más pequeños que la Tierra, como Marte, tuvieron un Núcleo Radiactivo mucho más pequeño, se ha consumido ya hace varios miles de millones de años, el Núcleo Metálico de Marte se ha enfriado y solidificado y los campos magnéticos han desaparecido. La superficie marciana recibe con toda su intensidad las radiaciones solares y cósmicas que han esterilizado la superficie y han ido arrancando la mayor parte de su atmósfera.

Los planetas Gigantes como Júpiter tienen un Núcleo Radiactivo mucho más grande y siguen generando gran cantidad de calor interno. El Núcleo Metálico sigue fundido y su rápida rotación hace que tengan un campo magnético muy intenso.

En resumen, la superficie de la Tierra es habitable porque está protegida por un campo magnético, y ese campo magnético es bastante intenso gracias a que tenemos una Luna bastante grande. Y sólo una.

Pero esto sólo es posible gracias a que el Manto Interno de la Tierra está fundido por el calor generado por el pequeño núcleo radiactivo. Cuando ese núcleo radiactivo se agote el interior de la Tierra se solidificará y al hacerlo dejará de haber convección y el Campo Magnético de la Tierra irá debilitándose hasta desaparecer.

Sin campo magnético que la proteja, la superficie recibirá gran cantidad de radiaciones solares y cósmicas y la vida desaparecerá de la superficie terrestre del planeta. Después serán los gases más ligeros de la atmósfera los que irán siendo arrancados por el Viento Solar y la atmósfera se irá haciendo cada vez más tenue y ligera.

El Factor Suerte

La Vida es posible en la Tierra gracias a varios factores. Algunos de ellos representan un umbral de probabilidad bastante amplio, pero otros tienen un margen muy estrecho.

El Tamaño supone un umbral bastante amplio, más del 10% de los planetas tiene un tamaño adecuado para que su núcleo radiactivo caliente el interior de la Tierra durante varios miles de millones de años pero no sean tan grandes como para tener pocos continentes que emerjan del océano global.

El Tipo de Sol también es MUY amplio. La cuarta parte de las estrellas de la Galaxia son similares al Sol, pero no hay que descartar las estrellas enanas rojas, de las que hay más del doble.

La Distancia al Sol es otro umbral muy amplio: En todas las estrellas hay una zona habitable. Según el tipo y tamaño del Sol, esa zona habitable puede estar más o menos lejos, pero podemos estimar que aproximadamente el 10% de los planetas estarán en la Zona Habitable de su Sistema Solar.

La Densidad Estelar también es importante. Si estuviéramos en una zona más céntrica de la Vía Láctea tendríamos muchísimas más estrellas en nuestras cercanías, con un aumento apreciable de rayos cósmicos. Parece más seguro vivir cerca de la periferia de la galaxia, y eso reduce el número de estrellas posibles a un 10% del total, lo que representa un umbral amplio.

La Estabilidad del Sistema Solar, en cambio, supone un umbral muy estrecho. De los miles de sistemas estudiados aún no hemos encontrado ninguno parecido a nuestro Sistema Solar, con Gigantes Lejanos y planetas terrestres a distancias adecuadas. No sabemos cuán estrecho es ese umbral, pero las apariencias no nos permiten ser muy optimistas.

El siguiente umbral es la Rotación, que el planeta gire alrededor de su eje haciendo que la luz de su estrella llegue periódicamente a todo el planeta y a una velocidad suficiente para que la diferencia de temperaturas entre el día y la noche no sea excesiva. Si el planeta rota muy despacio podrían haber cientos de grados de diferencia entre la temperatura máxima del día y la mínima de la noche. Parece que este umbral no es muy amplio, pero tampoco demasiado estrecho, y aún en el caso de que un planeta no rotase se podrían dar condiciones adecuadas en las zonas intermedias del planeta, allá donde el Sol esté casi en el horizonte, por lo que no hay que descartar que incluso en ellos se pueda desarrollar los procesos evolutivos que lleven a la Vida Inteligente.

Y el siguiente umbral es que el planeta tenga una Luna lo bastante grande para que el núcleo sólido del planeta 'ruede' por el interior fundido provocando los intensos campos magnéticos que han de protegerlo de las radiaciones cósmicas y de su propio sol. Y de nuevo nos enfrentamos a un umbral muy estrecho.

Hay muchas lunas en el Sistema Solar, varias más grandes que la nuestra, pero una combinación de Planeta Terrestre-Luna Gigante sólo se da en la Tierra. Y no sabemos qué probabilidades hay de que ocurra esto.

Parece que puede ser un suceso bastante improbable, ya que la Luna se formó tras una colisión de un planeta similar a Marte que se estrelló contra la Tierra a una velocidad y en un ángulo muy específicos que permitieron que parte de los escombros salpicados al espacio formaran un anillo que más tarde se condensó para formar una luna con el 1'5% de la masa de la Tierra. Se han hecho simulaciones informáticas para estudiar este suceso y, por lo que parece, en la mayoría de las ocasiones no se genera una Luna. O se forma una luna muy pequeña. O varias lunas. O el planeta se desgaja y destruye.

Este umbral parece ser también bastante estrecho, y eso hace suponer que en la Galaxia habrá muy pocos planetas de tamaño terrestre en la zona habitable de sistemas solares estables con una luna que genere un campo magnético que proteja la vida que en ellos se pueda desarrollar.

Conclusión

La Vida es dura, y no dura.

La Tierra está en una situación privilegiada en la que diversos factores, algunos muy probables, otros muy improbables, han permitido que gozara de un período de estabilidad suficientemente duradero para que la Vida se haya desarrollado en los océanos durante 3 Ga y haya podido conquistar la superficie terrestre y evolucionar durante los últimos 600 Ma.

No es una estabilidad perfecta, hemos pasado por períodos mucho más tórridos, con océanos a 40º y otros más gélidos, con toda la Tierra cubierta de Hielo, pero en los últimos 450 Ma hemos estado en unos rangos de entre 10 y 30 grados de promedio, en algunos ciclos que han durado decenas de millones de años o, en ocasiones, solo unos pocos miles de años.

La Vida ha superado cinco extinciones masivas que han estado a punto de destruir toda forma de vida y de la que sólo han sobrevivido los organismos más capaces de adaptarse a las condiciones continuamente cambiantes del planeta.

En los últimos dos millones de años, ya con la presencia de los primeros homínidos, hemos sufrido unas 20 eras glaciales de unos 100.000 años de duración, con breves períodos de unos 15.000 años de períodos cálidos como el actual.

Nosotros, los homo sapiens, apenas existimos desde hace 150.000 años, y aunque nos extendimos por todo el planeta hasta ser casi dos millones de personas, estuvimos a punto de extinguirnos hace 74.000 años, cuando un supervolcán en Sumatra provocó una edad de hielo mucho más intensa de la que apenas sobrevivieron unas 5.000 personas repartidas en diversas partes del planeta, la mitad en África, el resto en pequeños grupos aislados por Europa y Asia. (ver La Supervivencia de la Tierra)

Hoy en día somos más de 7.000 millones de personas y no sabemos si la situación de estabilidad actual se prolongará mucho tiempo en el futuro ni en qué sentido cambiará, pero es seguro que tarde o temprano la Tierra estará en una situación en que la Vida sea imposible.

Haciendo buen uso de la tecnología podremos prolongar el futuro de la Tierra, pero inevitablemente llegará el momento en que sólo podamos sobrevivir como especie viajando a otros planetas o colonizando el espacio.

En todo caso, esperemos que cuando tengamos que mudarnos no tengamos que hacerlo con prisas.

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