En todo planeta sometido a una rotación y una traslación alrededor del Sol podemos distinguir varias zonas climáticas dependiendo de los períodos en que reciban radiación solar o permanezcan en la oscuridad.

En el caso de la Tierra, y en cualquier otro planeta en rotación que orbite alrededor de una estrella, podemos distinguir entre las dos zonas polares y las zonas ecuatoriales, entendiendo como tales las que van desde el ecuador hasta ambos círculos polares.

 Si observamos la imagen adjunta podemos apreciar las diferentes zonas climáticas de un planeta que gire sobre sí mismo y al mismo tiempo gire alrededor de una estrella.

En pleno verano, el casquete polar norte recibe la luz del Sol continuamente a lo largo de toda la rotación. Cualquier persona situada en el Polo Norte vería el Sol siempre a la misma altura sobre el horizonte, pero dando una vuelta en el firmamento alrededor de nosotros. En cualquier otro punto del Casquete Polar, el Sol ascendería y descendería a lo largo del día, pero en todo momento estaría por encima del horizonte. La insolación es continua, pero como la superficie del terreno está bastante inclinada respecto a los rayos solares la temperatura no llegaría a subir demasiado aunque si ponemos una superficie cualquiera, por ejemplo, la mano, perpendicular al Sol ésta se nos calentará tanto como si estuviésemos en el Ecuador. Si acaso sería algo más débil, pero solo porque los rayos solares tienen que atravesar una cantidad de atmósfera mayor.

Si estuviéramos justo en el Círculo Polar Ártico, podríamos ver como a una hora determinada el Sol toca el horizonte, volviendo de nuevo a ascender sin haber llegado a ocultarse del todo.

Algo por debajo del círculo polar, el Sol se ocultaría una media hora, una hora, dos horas al día generando una corta noche. Mientras más nos alejemos del círculo polar más durará la noche y más cortos serán los días. A mediodía tendremos el Sol bastante alto, pero sin llegar nunca a estar sobre nuestras cabezas. La luz del Sol siempre llega hasta nosotros con una cierta inclinación, incluso al mediodía.

Llegamos ahora al Trópico de Cáncer. En este punto las noches siguen siendo más cortas que el día, y justo al mediodía el Sol se encuentra en su cenit, cayendo los rayos del Sol verticalmente sobre el terreno. En pleno verano, el trópico de Cáncer es la zona de la Tierra que recibe más cantidad de radiación solar y, siendo los días bastante más largos que la noche, vivir allí puede llegar a ser bastante incómodo.

Conforme nos seguimos acercando al Ecuador, paradójicamente, el clima vuelve a ser ligeramente más fresco. El motivo es que de nuevo el terreno vuelve a estar inclinado respecto a los rayos solares, recibiéndose menos calor por metro cuadrado, y las noches son cada vez más largas, hasta que al llegar justo al ecuador la duración de las noches es idéntica a la de los días.

Sigamos avanzando hacia el Polo Sur. Conforme lo hacemos los días siguen siendo cada vez más cortos y las noches más largas hasta que al llegar al Círculo Polar Antártico el Sol apenas asoma por el horizonte unos minutos en cada jornada. Asoma, pero sin llegar a salir del todo.

Dentro ya del Casquete Polar Sur, hay una oscuridad continua, una oscuridad que durará días y semanas y meses. Mientras más nos alejemos del círculo polar Sur más largo será el período anual de oscuridad continua y justo al llegar al polo la oscuridad más absoluta reinará la tierra durante seis meses completos.

Seis meses más tarde, por supuesto, la situación se invierte por completo. La Tierra no ha variado su inclinación, pero ahora está al otro extremo de su órbita solar. El Polo norte estará en completa oscuridad y el Sur bajo una iluminación continua. La zona más calurosa del planeta será el Trópico de Capricornio, que tendrá días mucho más largos que sus noches y recibirá verticalmente los rayos solares del mediodía.

Estos dos momentos descritos son los Solsticios, el Solsticio de Verano y el Solsticio de Invierno, que en nuestro planeta se producen a finales de Junio y de Diciembre, marcando el inicio del Verano y del Invierno para cada uno de los hemisferios.

Sin embargo, en los meses intermedios hay dos momentos en los que el eje de la Tierra está perpendicular a los rayos del Sol. El Sol se ve en el horizonte desde cualquiera de los dos polos y en cualquier lugar de la Tierra disfrutaremos de días que durarán exactamente lo mismo que las noches. Los rayos de Sol caerán verticalmente en el ecuador, y mientras más nos alejemos de él más fresco será el clima.

Estos dos momentos son los equinoccios, que en la Tierra se producen a finales de Marzo y de Septiembre, dando inicio a la Primavera y el Otoño.

Según la inclinación del eje del planeta, el círculo polar y el trópico podrán estar más arriba o más abajo, incluso podrían cruzarse. Estando la Tierra inclinada 23º, el círculo polar sería algo más pequeño de lo representado en el dibujo y los trópicos estarían más cerca del ecuador. Si la Tierra estuviese inclinada 45º, el círculo polar y el trópico coincidirían en el paralelo 45. Si estuviera aún más inclinada, los trópicos estarían más cerca de los polos y los círculos polares llegarían casi hasta el ecuador. En tal caso, recibiendo casi la mitad de la Tierra una insolación continua y con muy poca inclinación de los rayos solares sobre la superficie durante varios meses, el terreno se calentaría hasta alcanzar temperaturas de cientos de grados mientras que en el hemisferio opuesto las temperaturas podrían bajar hasta 100º bajo cero.

La zona ecuatorial, al no estar sometida a períodos continuos de luz y oscuridad, tendría una diferencia de temperaturas bastante menor y es posible que en una estrecha franja alrededor del ecuador pudieran arraigar algunas plantas como líquenes, helechos y hierbas, y quizás hasta el subsuelo podría ser colonizado por lombrices e insectos subterráneos, pero el aire libre quedaría vedado para ellos.

La atmósfera del hemisferio iluminado se recalentaría enormemente durante el verano, ganando altitud y absorbiendo masas de aire más frío del hemisferio oscuro a velocidades de cientos de kilómetros por hora que barrerían la zona ecuatorial en un huracán que duraría dos o tres meses seguidos. Durante la primavera y el otoño los días y las noches serían más o menos similares y el clima podría ser muy similar al que nosotros disfrutamos, pero sería una leve calma en medio del vendaval. Al llegar el invierno de nuevo los vientos huracanados barrerían durante varios meses, esta vez en dirección contraria, la zona ecuatorial del planeta arrastrando a cualquier animal que se hubiese atrevido a poner el pie sobre la tierra.

 

El Eje Estable de la Tierra

Por todo ello, para que la vida sea posible en un planeta es necesario que la inclinación de su eje no sea excesiva.

La Tierra tiene una inclinación de 23'5º, oscilando en períodos de 41.000 años entre 22'1º y 24'5º. Ya hemos visto que, mientras más inclinado esté el eje su clima será más extremo y que, si su inclinación fuese de 45º, casi con toda probabilidad no podría existir un ecosistema complejo.

Vamos a establecer, pues, como un requisito imprescindible para la existencia de la Vida que el eje no tenga una inclinación mayor que 30º.

Y para ello es preciso que el choque planetario que echó a rodar la Tierra se produzca en una zona específica del planeta.

Si el choque se produjera demasiado cerca del centro, el planeta resultante apenas conseguiría la velocidad necesaria. Si demasiado cerca del borde, se produciría un rebote tras el cual la mayor parte de la masa del planeta menor pasaría de largo y volvería a perderse en el espacio. La rotación resultante de la Tierra sería aún menor. Es decir, que la rotación requerida solo podría producirse si el choque se produjera entre los dos círculos internos del gráfico.

Además, para que el eje resultante de la Tierra no esté demasiado inclinado respecto a la eclíptica la colisión se debe producir a menos de 30º de la eclíptica. Una vez producida la colisión, el punto del impacto será el que experimente un mayor empuje y pasará a convertirse en Ecuador del planeta. Los puntos situados a 90º a los lados del mismo se convertirán en los Polos, fijándose así el eje de rotación, para el resto de la historia del planeta.

El Efecto de Precesión Caótica

Bueno, para toda la historia del planeta no.

Todos los cuerpos giratorios que se encuentran en un campo gravitatorio, por ejemplo, un trompo o un giroscopio bailando en el suelo o un planeta que gira y al mismo tiempo se traslada alrededor del Sol, tienden a alterar su eje de rotación. El eje de rotación de un trompo, giroscopio o planeta tiende a balancearse inclinándose más o menos según un fenómeno conocido como precesión.

En un período de tiempo lo bastante largo, unos cientos de miles de años, el eje de un planeta puede oscilar desde estar perpendicular a su plano orbital hasta tumbarse por completo, con una inclinación de 90º. Es decir, que un planeta como la Tierra pasaría por fases de varias decenas de miles de años en las que su eje estaría bastante vertical, dándose unas condiciones aceptables para el desarrollo de la vida, pero después pasaría por un período durante el cual el eje estaría tan inclinado que haría imposible la existencia de seres vivos en la superficie del planeta.

Pero la Tierra no hace esto. El eje de la Tierra permanece fijo, y aunque su inclinación sufre una pequeña oscilación de un par de grados cada 41.000 años y una precesión que hace bailar el eje de la Tierra recorriendo en unos 26.000 años un círculo alrededor del eje del plano orbital de la Tierra sin variar su inclinación respecto a la eclíptica, podemos afirmar con muy poco temor a equivocarnos que dicha inclinación nunca ha sido mayor de unos 30º.

¿Por qué?

¿Cómo es que la Tierra no pasa por períodos en los que el eje de rotación esté paralelo a la eclíptica, sufriendo entonces períodos de insolación y oscuridad tan largos que acaben con todas las formas de vida complejas que habitan la superficie terrestre?.

La respuesta puede sorprender a muchos: Gracias a la Luna.

 

Capitulos: La Probabilidad de la Vida Condiciones Necesarias Planetas como la Tierra El Cambio Climático Estacional La Importancia de la Luna Probabilidad de la Colisión Lunar Calculadora de Planetas con VidaLa corta vida de un planeta con vida Los Peligros de la Vida El Futuro de la Humanidad