El Cinturón de Orión es un famoso asterismo formado por tres enormes supergigantes azules:

Alnitak, Alnilam y Mintaka.  Estrellas  jóvenes, masivas y miles de veces más brillantes que el Sol.

Capítulo 2

 

La Tierra en el Universo

La Tierra es un pequeño cuerpo celeste, opaco, perteneciente a un grupo de planetas que giran alrededor de la estrella denominada Sol.

 

 

 

Galaxia irregular en la constelación de la Osa Mayor. Situada a 12 millones de años luz de distancia, en la constelación de la Osa Mayor, la galaxia del Cigarro (Messier 82) es una galaxia irregular que ha experimentado unos espectaculares brotes de formación estelar en su región central

 

El conjunto de éste y los planetas ligados a él por la gravedad constituye un sistema solar, que no es más que un pequeñísimo fragmento de una Galaxia, denominada Vía Láctea, constituida por gran número de estrellas. El Universo, a su vez, está formado muy probablemente por millones de galaxias semejantes a la Vía Láctea.

Nuestro sistema solar está formado por un astro principal y centro del sistema, el Sol, y nueve planetas, algunos de los cuales presentan astros secundarios denominados satélites. Además de estos constituyentes principales, el sistema solar comprende gran número de asteroides o planetoides, meteoritos y cometas.
Los planetas de nuestro sistema solar se pueden dividir en dos grupos: los planetas menores, sólidos, de pequeño tamaño, de densidad elevada, relativamente cercanos al Sol y constituidos esencialmente por hierro (Fe), oxígeno (0), silicio (Si) y magnesio (Mg), y los planetas mayores, de superior tamaño que los anteriores, de densidad menor y constituidos por elementos ligeros, hidrógeno (H) y helio (He) principalmente, o sus combinaciones más estables, como amoníaco, agua, metano, etc.

 

Abundancia de elementos en el Universo
(número de átomos por cada 10.000 de Si)

Z	Elemento	Abundancia		Z	Elemento	Abundancia
1	H	4,0x10 8		21	Sc	0,28
2	He	3,1 x 10 7		22	Ti	24
3	Li	1,0		23	V	2,2
4	Be	0,20		24	Cr	78
5	B	0,24		25	Mn	69
6	C	35.000		26	Fe	6.000
7	N	66.000		27	Co	18
8	0	215.000		28	Ni	270
9	F	16		29	Cu	2,1
10	Ne	86.000		30	Zn	4,9
11	Na	440		31	Ga	0,11
12	Mg	9.100		32	Ge	0,51
13	Al	950		33	As	0,04
14	Si	10.000		34	Se	0,68
15	P	100		35	Br	0,13
16	S	3.750		36	Kr	0,51
17	Cl	90		37	Rb	0,07
18	Ar	1500		38	Sr	0,19
19	K	32		39	Y	0,09
20	Ca	490		40	Zr	0,55

El grupo de planetas menores, denominados también planetas terrestres, lo constituyen Mercurio, Venus, Tierra y Marte, citados en orden de distancia creciente al Sol, mientras que el grupo de planetas mayores lo componen Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, citados también en orden de distancia creciente al Sol.

 

   Fotografía del Sol, la estrella más próxima a la Tierra.

A los ocho planetas mencionados hay que añadir Plutón, que es el planeta más lejano, pero cuyas características de masa son bastante semejantes a la de los planetas menores.

 

“En la inmensidad del espacio, la Tierra parece aislada y solitaria; pero si realmente fuera así, nuestro globo sería un mundo frío y sin vida flotando en una eterna oscuridad, sin una historia registrada y sin pistas sobre su origen.”CARL O. DUMBAR

 

Todos los planetas del sistema solar giran alrededor del Sol describiendo en un mismo sentido órbitas elípticas de poca excentricidad, es decir, muy próximas a una circunferencia. Las características del sistema solar se exponen en el cuadro adjunto.

 

 

Las distancias de los planetas al Sol siguen una proporción en la que la separación entre aquéllos aumenta con su distancia al Sol, según una progresión geométrica. Esta ley fue enunciada por Bode en 1772, prediciendo en base a ella la existencia de un décimo planeta en el sistema solar, situado, según sus cálculos, entre las órbitas de Marte y Júpiter. Posteriormente se ha comprobado que dicho planeta no existe, pero la región que teóricamente tendría que ocupar se encuentra poblada por gran número de planetoides o asteroides y es la zona de origen de los meteoritos.

 

                Cráter lunar fotografiado por el Apolo XVII.

El Sol representa el 99 % de la masa del sistema solar, mientras que Júpiter comprende el 71 % de la masa de los planetas y junto con Saturno constituyen el 93 % de dicha masa.

 

               Esquema comparativo de las masas y de las distancias de los planetas al Sol.

Este gigantismo de Júpiter y Saturno determina el que la primera imagen de nuestro sistema solar, visto desde el exterior a él, presente el aspecto de una estrella brillante alrededor de la cual giran un planeta muy grande, Júpiter, y otro mucho menor, Saturno. Para descubrir los restantes planetas se necesitarían telescopios de gran poder de resolución. El gran tamaño de Júpiter determina igualmente que el centro de gravedad del sistema solar esté ligeramente fuera del Sol.

 

                    Fotografía de Saturno con sus anillos ecuatoriales

La Tierra, dentro del conjunto del sistema solar, comprende una pequeñísima cantidad de masa, aproximadamente 1/330.000 parte de la del Sol, del que dista unos 150 millones de km (valor que toman los astrónomos para distancias en el Universo y que denominan unidad astronómica o u.a.)

La Tierra recibe del Sol una pequeña cantidad de la radiación, aproximadamente 5,2x10 ^-24kilocalorías/milímetro, lo que representa media millonésima de millón de la radiación solar. De esta radiación recibida la Tierra refleja (albedo) 0,4 ó, lo que es lo mismo, un 40 %.

La Tierra presenta un único satélite natural, la Luna, situada a una distancia media de 384.000 km, con una masa que es la centésima parte de la terrestre, un radio 3,6 veces menor que el del globo terráqueo y una densidad de 3,3. Gira alrededor de la Tierra describiendo una órbita ligeramente elíptica, y completa una vuelta en 27 días y 8 horas.

 

                                           Fotografía de Júpiter.

La composición química de los cuerpos que componen la galaxia a la que pertenece la Tierra y de la materia interestelar de la misma es bastante uniforme y se caracteriza por un gran predominio del hidrógeno (para numerosos autores este elemento constituye el 87 % del Universo), al que sigue en abundancia el helio, presentándose los restantes elementos prácticamente como simples impurezas. En la tabla puede observarse la concentración aproximada de los elementos en el Universo.

Origen del sistema solar

Sobre el origen del sistema solar y de la Tierra como constituyente del mismo hay dos grandes grupos de hipótesis:

 

https://youtu.be/Dz0y117hSK0

 

a) un primer grupo de hipótesis sostiene que el sistema solar se originó a partir de una nebulosa (nube de gases y de partículas de polvo) giratoria de composición cósmica, es decir, formada en su mayor parte por hidrógeno y helio;

               Ahí se han detectado varios nuevos sistemas planetarios en formación

Hay otras conjeturas circulando por ahí pero, la más creíble es la de la Nebulosa. En las Nebulosa nacen nuevas estrellas y nuevos mundos

b) un segundo grupo de hipótesis sostienen que el sistema solar se originó por aproximación de dos estrellas, y que la atracción gravitatoria entre ambas fue tan intensa que de la más ligera se desprendieron fragmentos a partir de los cuales se formaron los planetas cuando las dos estrellas se alejaron.

 

Esquema que intenta reflejar la hipótesis del origen del sistema solar a partir de una nebulosa.

En la actualidad, los hechos conocidos y una serie de deducciones lógicas han determinado que numerosos científicos se inclinen por una hipótesis del primer grupo.

 

                                              Nebulosa de Cygnus

Los modernos radiotelescopios han revelado que existen en nuestra galaxia enormes nebulosas, como la que debió originar el sistema solar, constituidas probablemente por acumulación de partículas emitidas por las estrellas. La nebulosa que probablemente dio origen a nuestro sistema solar era al principio fría y de enormes dimensiones, extendiéndose con toda seguridad más allá de la órbita que en la actualidad describe Plutón.

 

Telescopio de Monte Palomar, en California, uno de los mayores del mundo.

En un determinado momento de su desarrollo toda la nebulosa comenzó a contraerse, aumentó rápidamente su temperatura y a través de un proceso sobre el que existen diferentes modelos, se individualizaron fragmentos de la misma, denominados protoplanetas, a partir de los cuales se originaron los planetas. La parte central y cuantitativamente más importante de la nebulosa dio origen al Sol.

 

 

Espectrograma de la superficie solar para evidenciar la distribución del hidrógeno.

Evolución pregeológica de la Tierra

La evolución pre-geológica de la Tierra comprende una sucesión de procesos, desde la individualización del protoplaneta terrestre, a partir de la nebulosa matriz del sistema solar, hasta la consolidación de la superficie de nuestro planeta en una estructura semejante a la actual, es decir, formada por rocas y agua, con una temperatura media determinada fundamentalmente por la radiación solar. Teniendo en cuenta que la edad aproximada de la Tierra como cuerpo celeste es de unos 4.500 millones de años y que las edades de las rocas más antiguas de la corteza terrestre oscilan alrededor de unos 3.500 millones de años, la duración del período pre-geológico de la evolución de la Tierra se estima en unos 1.000 millones de años.

 

En sus orígenes, el protoplaneta terrestre debió de ser mucho mayor que la Tierra actual, por tratarse todavía de un simple fragmento de una nebulosa difusa constituida esencialmente por gases entre los que predominaban el hidrógeno y el helio. Los demás constituyentes debían de encontrarse en concentraciones semejantes a la concentración de los elementos en el Universo. Por contracción y acreción de materia interestelar el protoplaneta fue aumentando de masa y creó a su alrededor un potente campo gravitatorio. Simultáneamente, a causa de la contracción, la temperatura aumentaba hasta alcanzar valores de 2.000 ó 3.000°C.

Durante el período pre-geológico de la evolución de la Tierra se debieron producir las principales reacciones entre los átomos para originar los primeros compuestos químicos. H. C. Urey ha estudiado los procesos mediante los cuales se formaron tales compuestos, teniendo en cuenta la hipotética composición del protoplaneta terrestre y los principios de la termodinámica. Sus conclusiones pueden resumirse así:
a) el hidrógeno, elemento más abundante en el Universo, se combinó con el nitrógeno y con el carbono dando lugar respectivamente a amoníaco (NH ₃ ) y metano (CH ₄ );

b) la primitiva atmósfera del protoplaneta estaría formada por hidrógeno, helio, amoníaco y metano, al igual que las atmósferas actuales de algunos de los planetas mayores;

c) el oxígeno se combinó activamente con silicio, aluminio, magnesio, hierro, calcio y potasio, dando lugar a los silicatos a partir de los cuales se formaron las partes sólidas más externas del planeta.

 

Modelos de una molécula de butano, arriba, etino, centro, y metano, abajo.

d) el hierro, elemento bastante abundante en el cosmos, dio lugar, según la temperatura, a óxidos y sulfuros, por debajo de 25 °C, mientras que por encima de 327 °C se concentraría en forma de hierro metálico.

Como consecuencia de los procesos descritos el protoplaneta terrestre debió de estar formado por una atmósfera muy distinta de la actual, en la que predominaban hidrógeno, helio, amoníaco y metano, y una parte sólida constituida por hierro y silicatos.

En las fases posteriores de la evolución pregeológica de la Tierra se produjo la pérdida de la mayor parte de la atmósfera primitiva, la formación de la atmósfera e hidrosfera actuales y la diferenciación geoquímica primaria de los constituyentes sólidos.

Modelos de una molécula de anhídrido carbónico (CO ₂ ). Abajo, modelo de una molécula de agua (H ₂O).

Origen de la atmósfera y la hidrosfera

 

Los conocimientos obtenidos hasta la actualidad sobre la atmósfera han permitido establecer ciertas conclusiones acerca de su constitución y origen:

a) por composición y estructura la atmósfera terrestre actual, constituida esencialmente por nitrógeno y oxígeno, es muy diferente de las atmósferas de los restantes planetas;

b) los elementos más abundantes en el cosmos, hidrógeno y helio, se encuentran en muy escaso porcentaje en la atmósfera terrestre actual, prácticamente su presencia en ella resulta tan pequeña que sólo pueden ser considerados elementos-traza.

La mayor parte de los geofísicos admiten que la actual atmósfera de la Tierra es muy diferente de la atmósfera del protoplaneta terrestre, la mayor parte de la cual posiblemente se perdió en el período pre-geológico del planeta, formándose la atmósfera actual a partir de gases provenientes de la parte sólida de la Tierra.

La atmósfera primitiva estaba formada, según Urey, por hidrógeno, helio, amoníaco (NH ₃ ) y metano (CHO), además de pequeñas cantidades de oxígeno y carbono. A causa de la elevación de la temperatura provocada por la contracción del protoplaneta terrestre la primitiva atmósfera se perdió en el espacio por escape de la mayor parte de sus constituyentes, especialmente del hidrógeno y del helio. Los gases que no escaparon quedaron englobados en forma de compuestos sólidos. Así, el oxígeno fue retenido en forma de agua y de silicatos, el nitrógeno en forma de amoníaco y de nitruros metálicos y el carbono en forma de metano residual.

 

                               Erupción volcánica en Hawaii.

Al formarse la nueva atmósfera a base de los gases englobados en los compuestos sólidos se produjeron importantes cambios en su composición.

 

                                                                         Cráter volcánico

El agua proveniente del interior del planeta era continuamente disociada por las radiaciones solares originando hidrógeno, el cual escapaba, y oxígeno, que era retenido a causa de su inferior velocidad de escape.

 

                                                                   Erupción volcánica

El residuo de amoníaco que se hallaba presente en la composición de la primitiva atmósfera era atacado por el oxígeno, proceso que daba lugar a la formación de nitrógeno libre y de agua, mientras que los nitruros metálicos se descomponían originando igualmente nitrógeno libre.

El residuo de metano, por su parte, reaccionaba con el oxígeno dando lugar a anhídrido carbónico y agua.

Estos procesos determinaron la composición de la atmósfera actual, constituida en más de un 99 % por nitrógeno y oxígeno. También están contenidos en ella anhídrido carbónico y vapor de agua, pero, por supuesto, en cantidades infinitamente menores.

La hidrosfera se originó a partir del agua desprendida por las rocas del interior de la Tierra, y que alcanzaba la superficie a través de fenómenos volcánicos. Se admite actualmente que la hidrosfera ha aumentado progresivamente a través de los tiempos pre-geológicos y geológicos, pero más que por un incremento de la superficie de los océanos por un aumento de la profundidad de la cuenca de los mismos.

 

                                                                    Colada de lava

Respecto al contenido salino de las aguas oceánicas, los geoquímicos sostienen que la mayor parte proviene del interior de la Tierra, llegando a la superficie a través de las erupciones volcánicas.

Diferenciación geoquímica primaria

Al principio del período preg-eológico de la Tierra se produjo una diferenciación general de la materia terrestre acumulándose los elementos o sus compuestos más estables según sus afinidades químicas y según las condiciones de presión y temperatura existentes. En ese proceso diferenciador desempeñó un papel importante la acción de la fuerza gravitatoria. Como consecuencia de la diferenciación geoquímica, el planeta adquirió una estructura en capas concéntricas, con los materiales más densos acumulados en las zonas más profundas y los más ligeros progresivamente en capas más externas. La fase final de dicha diferenciación estuvo constituida, sin duda, por la formación de la atmósfera y de la hidrosfera.

 

 

La mayor parte de los autores que investigan el origen y formación de la Tierra sostienen que durante las primeras fases la temperatura era lo suficientemente alta como para que los constituyentes del protoplaneta estuviesen fundidos o muy cerca del estado de fusión. A causa de la pérdida de los gases predominantes, hidrógeno y helio, los elementos más abundantes en el protoplaneta en cuestión eran el hierro (Fe), el oxígeno (0), el silicio (Si) y el magnesio (Mg), con cantidades mucho menores de níquel (Ni), azufre (S), calcio (Ca) y sodio (Na). Como la cantidad de oxígeno no era lo suficientemente alta para oxidar los restantes elementos metálicos, la mayor parte del hierro y del níquel que no habían sido oxidados precipitaron hacia el centro de la masa planetaria y constituyeron el origen del núcleo metálico.

Una parte del hierro y casi todo el magnesio se combinaron activamente con el oxígeno y el silicio para formar los silicatos que se acumularon por encima del núcleo, dando lugar al manto silicatado. Por último, la corteza terrestre se originó por segregación de los elementos más ligeros del manto.

 

Mapa geológico de la Tierra: 1. Plataformas continentales. 2. Escudos arcaicos. 3. Llanuras y mesetas sedimentarias en escudos arcaicos. 4. Plegamientos alpinos. 5. Llanuras y mesetas sedimentarias en plegamientos alpinos. 6. Llanuras y mesetas sedimentarias en macizos primarios. 7. Macizos primarios. 8. Regiones de origen volcánico. 9. Fosas marinas. 10. Dirección de los pliegues. 11. Volcanes.

Composición química de la Tierra

Teniendo en cuenta la composición química de las zonas accesibles de la Tierra (corteza terrestre, hidrosfera y atmósfera) y la hipotética composición de las zonas profundas, en parte confirmada por procedimientos geofísicos, se puede afirmar que nuestro planeta no constituye una muestra representativa del Universo. En efecto, del estudio de la composición química terrestre se pueden extraer dos conclusiones importantes:

1) Los elementos gaseosos ligeros que componen la mayor parte de la materia cósmica son muy escasos en nuestro planeta;

2) ciertos elementos pesados, cuantitativa en peso es muy escasa. Otros cuantitativamente poco abundantes en el elementos abundantes en el cosmos, como cosmos, se presentan en nuestro planeta en el nitrógeno y el carbono, se encuentran en concentraciones elevadas. De entre los gases ligeros que abundaron en el protoplaneta terrestre únicamente se conservó el oxígeno debido a su gran capacidad para formar compuestos sólidos estables.

 

          Galería en la cueva de Ojo Guareña (Burgos, España).

El hidrógeno sólo se encuentra en concentraciones apreciables en la hidrosfera, pero a nivel global de la Tierra su importancia cuantitativa en peso es muy escasa.

 

        Formas de erosión fluvial en la misma cueva

Otros elementos abundantes en el cosmos, como el nitrógeno y el carbono, se encuentran en concentraciones escasas en la Tierra y totalmente concentrados en la atmósfera y biosfera. El silicio se presenta en concentraciones similares a la cósmica debido a su alta capacidad para formar silicatos con el oxígeno y ciertos metales. Esquemáticamente, puede afirmarse que durante su formación la Tierra se enriqueció en elementos pesados, especialmente hierro, y se empobreció en elementos gaseosos ligeros.

 

La electricidad atmosférica se manifiesta con gran aparato eléctrico en una tormenta sobre Nueva York.

La composición global del planeta es difícil de calcular, por carecerse de conocimientos directos acerca de los materiales que la constituyen a profundidades superiores a pocos miles de metros. Teniendo en cuenta las hipótesis aceptadas sobre la estructura interna de la Tierra y la composición y frecuencia de los distintos tipos de meteoritos conocidos se pueden extraer las siguientes conclusiones sobre la composición global de nuestro planeta:

1. la zona más interna de la Tierra, denominada núcleo, está formada por una aleación de hierro y níquel, con cantidades menores de silicio, carbono y azufre;
2. la zona intermedia o manto está formada esencialmente por silicatos, siendo su composición muy semejante a la de las pendotitas.
3. la composición media de la corteza terrestre, con escasa influencia en la composición global del planeta, ya que sólo representa el 1 % de la masa total, es prácticamente igual a la composición de las rocas eruptivas con predominio de oxígeno, silicio y aluminio.

Los meteoritos

 

Hasta la culminación de la misión del Apolo XI con el traslado a la Tierra de materiales lunares, los meteoritos eran las únicas muestras de materia extraterrestre de que se disponía en los laboratorios para efectuar análisis.

Los meteoritos son cuerpos sólidos del sistema solar que se mueven según órbitas muy elípticas alrededor del Sol y que con frecuencia caen sobre la Tierra. El estudio de estos fenómenos astronómicos ha sido y es de gran interés, pues permite la obtención de datos muy valiosos sobre el origen del sistema solar, sobre la formación de los planetas y sobre la probable estructura interna de la Tierra.

Anualmente caen sobre la superficie terrestre numerosos meteoritos, la mayoría de los cuales se pulverizan al atravesar la atmósfera llegando a la superficie terrestre en forma de polvo meteórico.

 

 

                               Cráter Meteor en Arizona (EE.UU.)  

Todas las pruebas de datación radiactivas efectuadas por los diversos laboratorios y centros de investigación con meteoritos indican que se originaron hace aproximadamente unos 4.500 millones de años, es decir, mucho antes que las rocas más antiguas de la corteza terrestre, cuyas edades nunca superan los 3.500 millones de años.

 

  Diversos tipos de meteoritos

Mineralógicamente, los meteoritos están formados por dos fracciones principales: aleaciones de hierro, níquel (camacita y tenita) y silicatos (especialmente olivino y piroxenos, es decir, los minerales característicos de las rocas básicas y ultrabásicas). Según el predominio de una u otra de ambas fracciones los meteoritos se dividen en tres grandes grupos:

1. Sideritos , constituidos esencialmente por una aleación de hierro (90 %) y níquel (8,5 %) y caracterizados por una elevada densidad (7,5);
2. Siderolitos , formados por aleación de ferroníquel y silicatos en proporciones aproximadamente equivalentes, con densidad alrededor de 5;
3. Aerolitos , constituidos predominantemente por silicatos, con una densidad aproximada de 3,5, es decir, igual que las rocas básicas de la corteza terrestre.

El estudio de la composición media y de la frecuencia de los diversos tipos de meteoritos antes descritos ha hecho suponer a los geoquímicos que el cuerpo o los cuerpos del sistema solar a partir de los que se originaron aquéllos presentaba una estructura zonada, con un núcleo denso y metálico a partir del cual se habrían formado los sideritos, una capa intermedia constituida por materiales ultrabásicos que dieron lugar a los siderolitos y una capa superficial poco densa a partir de la que se originaron los aerolitos. Dado que los cuerpos a partir de los cuales se formaron los meteoritos debían ser esencialmente similares a la Tierra, se supuso una estructura semejante para nuestro planeta, estructura que en parte ha sido confirmada por procedimientos geofísicos.

 

Recientemente el estudio de la composición química de ciertos meteoritos, denominados condritos carbonosos, ha proporcionado datos muy importantes. En efecto, dichos meteoritos contienen una fracción orgánica constituida por hidrocarburos aromáticos y alifáticos y por aminoácidos y pirimidinas, es decir, los constituyentes esenciales de los organismos terrestres. Estos descubrimientos permiten afirmar que en el sistema solar al que pertenece la Tierra, y probablemente en otros sistemas análogos, se han producido y se producen fenómenos de síntesis químicas en los que se originan estructuras químicas intermedias e imprescindibles en la génesis de los seres vivos.

Edad de la Tierra

Muchos personajes han dado su opinión acerca de la edad de la Tierra: el Conde de Buffon, Lord Kelvin, Jhon Joly, Jhon Phillips y George Darwin en base a los datos que se han ido recopilando a través del tiempo y a medida que los adelantos permitían mejor aproximación a la realidad.

 

 

 

La Tierra primitiva se define vagamente como la Tierra en sus primeros mil millones de años, o giga año (Ga, 10⁹ años). ​ La “Tierra primitiva” abarca aproximadamente el primer giga año en la evolución de nuestro planeta, desde su forGa hasta algún momento del eón Arcaico, alrededor de 3,5 Ga.Por edad de la Tierra se entiende el tiempo transcurrido desde que nuestro planeta posee una masa y un volumen semejantes a los actuales. El cálculo de la probable edad de la Tierra se ha intentado realizar en numerosas ocasiones y mediante diversos métodos. Los geólogos han intentado repetidamente evaluarla basándose en el estudio del ritmo de los procesos geológicos; por ejemplo, se ha intentado calcularla a partir del tiempo necesario para que se depositaran las series sedimentarias conocidas. Este método presenta dos defectos esenciales: por una parte, el espesor de un sedimento puede haber variado después de su formación, debido por ejemplo a una fase erosiva; por otra parte, la velocidad de formación de los sedimentos es muy variable.

En la actualidad los métodos de datación de los materiales terrestres se basan en la radiactividad. Desde cl descubrimiento de la misma por Becquerel en 1895 se sabe que ciertos elementos químicos, denominados radiactivos, son inestables y se desintegran espontáneamente y a ritmo constante por emisión de partículas, hasta dar lugar a un producto estable final. La velocidad y el modo de desintegración de los elementos radiactivos son característicos en cada uno de ellos y pueden hallarse experimentalmente. La velocidad de desintegración de un elemento radiactivo se expresa en función de su período de semidesintegración o vida media, es decir, el tiempo necesario para que dicho elemento reduzca su masa a la mitad por transformación de la otra mitad en elemento estable final.

Conociendo de una muestra rocosa las cantidades de elemento radiactivo que contiene y la de su producto estable final, así como el período de semidesintegración del primero, se puede calcular fácilmente la edad de la muestra rocosa mediante la fórmula:

T = P x período de semidesintegración / E _r

donde t es el tiempo de formación, P es el producto estable final de un elemento radiactivo expresado en gramos y E _r es el elemento radiactivo también expresado en gramos.
Mediante la aplicación de los métodos radiactivos se ha calculado que la edad de la Tierra, como la del resto de los planetas del sistema solar y de los meteoritos viene a ser, aproximadamente, de 4.500 millones de años.

Origen de la vida en nuestro planeta

 

 

 

 

Un acontecimiento importante en el desarrollo de nuestro planeta lo constituyó el origen y desarrollo de la vida.

A. I. Oparin, que en 1922 desarrolló la primera teoría científica sobre el origen de la vida

 

En un caldo primordial surgieron las primeras moléculas

Se acepta en la actualidad que la vida se originó de manera espontánea cuando se dieron las condiciones necesarias para que ciertos elementos químicos se combinaran para generar moléculas orgánicas muy sencillas primero y progresivamente más complejas después, hasta originar un sistema capaz de autoduplicarse y relacionarse en el medio en que vivía, es decir, hasta un organismo viviente. La teoría más aceptada sobre el origen de la vida fue esbozada por el bioquímico ruso Oparin en 1922, teoría que posteriormente ha sido ampliada y comprobada en gran parte de sus puntos básicos. La vida, según Oparin, es el resultado de un proceso evolutivo de progresiva complicación de la materia orgánica. En dicho proceso se pueden distinguir cuatro etapas o eslabones principales, que se describen a continuación.

 

1. Primer eslabón o evolución nuclear, durante el cual se originaron los elementos organogénicos, es decir, los elementos básicos de las moléculas orgánicas, como hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Se sabe poco sobre el origen de dichos elementos, pero se supone que todos ellos se formaron a partir del hidrógeno por medio de reacciones termonucleares ocurridas en el interior de las estrellas.

 

1. Segundo eslabón o evolución molecular, durante el cual se originaron las moléculas orgánicas por combinación de los elementos organogénicos. Este segundo eslabón puede subdividirse en dos fases principales, una de formación de moléculas orgánicas simples y otra de formación de moléculas orgánicas complejas denominadas moléculas biológicas. Sobre la primera fase del eslabón molecular se dispone de numerosos datos. Por ejemplo, los modernos radiotelescopios han descubierto en nuestra galaxia moléculas de agua, de amoníaco (NH ₃ ), de formaldehído (HCHO), de monóxido de carbono (CO), de dióxido de carbono (CO ₂ ), de ácido do cianhídrico (HCN), de cianoacetileno (C ₂ HCN), etc., es decir de moléculas orgánicas muy simples. Durante la segunda fase del eslabón molecular se formaron las moléculas orgánicas más complejas, como los aminoácidos y los nucleótidos, elementos arquitectónicos básicos de las macromoléculas esenciales de los organismos. Sobre esta segunda fase se dispone de importantes datos experimentales. Así, S. L. Miller, en la Universidad de California, consiguió sintetizar aminoácidos a partir de los elementos y de la energía que debía existir en la primitiva atmósfera terrestre. Su experimento consistió en someter una mezcla de metano, agua y amoníaco a fuertes descargas eléctricas consiguiendo la formación de aminoácidos semejantes a los que constituyen las proteínas de los seres vivos. Por otra parte, el científico español Juan Oró, en la Universidad de Houston, ha conseguido sintetizar bases púricas y pirimidínicas (constituyentes básicos de los ácidos nucleicos) simulando las condiciones que debieron existir en la primitiva atmósfera terrestre.

1. Tercer eslabón o evolución proto-biológica, durante el cual se produjeron los procesos de interacción entre las proteínas y los ácidos nucleicos para dar lugar al primer complejo molecular capaz de auto reproducirse. Un paso importantísimo en esta evolución proto-biológica debió ser la aparición de los primeros complejos enzimáticos responsables y directores de las funciones vitales de los organismos.
2. Cuarto eslabón o evolución biológica, incluye desde la formación de los primeros y simples sistemas vivientes hasta la aparición de los organismos más complejos y el hombre. Sobre este eslabón, especialmente en sus fases más avanzadas, se dispone de numerosos datos facilitados por el hallazgo y la interpretación de los fósiles.

Continuará, estos temas son intrmoinables.

Emilio Silvera V.

 

 

 

 

Nanotecnología para tratar trastornos cerebrales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un cráneo humano hallado en Israel demuestra que ambas especies vivían a apenas 40 kilómetros y compartieron la misma zona durante milenios.

 

Neandertal, Denisovano, grupo sanguíneo

Un gran salto en el estudio de la evolución humana fue la creación de la paleo-genómica, cuyo pionero y fundador es el sueco Svante Pääbo. Esta técnica consiste en extraer y secuenciar el ADN de organismos antiguos a través de sus restos ­–un diente o una falange­–, para averiguar datos sobre la especie, que de otra forma es imposible determinar.

En 2010, Pääbo publicó el genoma completo de los neandertales, con gran impacto en el campo de la paleoantropología, y desde entonces ha analizado 15 individuos más de esta especie.

Con esta técnica de extracción de ADN, Pääbo y su equipo han descubierto también un nuevo tipo de homínido asiático a través de una única falange ­–el hombre de Denísova o denisovano­­­­– por la cueva donde fue descubierto. Esta ha sido la primera especie de homínido extinta descrita gracias a su genoma.

Aprovechando el trabajo del científico sueco, la paleoantropóloga del Centro Nacional de Investigación Científica francés (CNRS) Silvana Condemi analizó el genoma de cuatro individuos de entre 100.000 y 40.000 años de antigüedad, para determinar su tipo sanguíneo.

• El genoma más antiguo de nuestra especie aclara el cruce con los neandertales
• Todas las noticias de neandertales

                                                       

   El cráneo humano de hace 55.000 años hallado en la cueva de Manot (Israel) / Nature

La evolución humana es como una película censurada: alguien parece haber cortado los mejores trozos. En uno de ellos, nuestra especie tiene hijos con otra. Se trataba de los neandertales y, decenas de miles de años después, seguimos sin conocer todos los detalles de lo que pasó.

 

Hallado en Israel el fósil humano más antiguo fuera de África

Ahora, un nuevo fósil hallado en la cueva de Manot, al norte de en Israel, permite rescatar unos cuantos fotogramas perdidos de esa película que cuenta quiénes somos. Se trata de la parte superior de un cráneo y las imágenes que se desprenden de su estudio muestran que ambas especies vivieron como cazadores nómadas muy cerca los unos de los otros posiblemente durante milenios. Aunque el fósil no aporta datos concluyentes, sus descubridores creen que este enclave bien pudo ser el escenario del cruce entre ambas especies e incluso especulan con que aquel individuo era uno de los primeros hijos entre sapiens y neandertales.

 

El profesor Hershkowitz muestra el cráneo de 55.000 años encontrado en una …

“Lo más excitante de este hallazgo es que se trata del primero y único humano moderno datado entre 60.000 y 50.000 años que se encuentra fuera de África”, explica a Materia el antropólogo Israel Hershkovitz, coautor del hallazgo. “Este es justo el tiempo en el que los modelos genéticos y arqueológicos dicen que surgieron los humanos modernos, los primeros antepasados de todas las poblaciones vivas actuales”, resalta. También es el periodo en el que, según los análisis genéticos, los sapiens africanos tuvieron hijos con los neandertales.

La cueva de Manot está a apenas 40 kilómetros de la cueva de Amud y a 54 kilómetros de la de Kebara, ambas habitadas por los neandertales en aquella época, resalta Hershkovitz. La calavera de Manot tiene unos 55.000 años con lo que “probablemente coincidieron en esta zona durante miles de años”, comenta el investigador.

 

 

A partir de aquí, la película vuelve a cortarse. Hace 50.000 años, los neandertales de la zona desaparecen mientras los sapiens llegados de África seguían allí. Unos 5.000 años después estos comenzaron a moverse hacia Europa mientras la otra especie se precipitaba hacia la extinción completa, sin que se conozcan las causas.

¿Es este el cráneo de uno de los primeros híbridos neandertales y sapiens? Es una posibilidad, según el estudio firmado por Hershkovitz en Nature junto a otros 23 investigadores de Israel, EE UU, Alemania y Austria. La calavera presenta una morfología muy parecida a la de africanos actuales y también a la de restos fósiles de humanos modernos encontrados posteriormente en Europa. Esto refuerza la teoría de que ese individuo era descendiente de una oleada sapiens que salió del continente africano hace unos 70.000 años para asentarse por todo el mundo. El hecho de que sea más evolucionado que otros sapiens más primitivos hallados hace unos 100.000 años en la misma zona refuerza la teoría.

Guerras y ADN

 

 

Sin embargo, los investigadores advierten de que es imposible saber si estamos ante uno de los primeros hijos entre ambas especies analizando solo la forma del cráneo. La única forma de asegurarlo es analizando su ADN, algo que ya se han propuesto hacer, aunque no será tarea fácil debido a que el clima de esta zona bien ha podido destrozar todo el material genético. Los autores del estudio albergan algo de esperanza porque la entrada principal a la cueva quedó bloqueada hace 30.000 años y desde entonces ha sido como una “cápsula del tiempo” no perturbada por la presencia humana.

 

 

El genetista español Carles Lalueza-Fox ofrece una opinión independiente del hallazgo. Este humano “podría ser un representante de la población que saliendo de África se hibridó con los neandertales, pero no un descendiente de dicho acontecimiento, ya que no muestra señales evidentes de neandertal”, opina.

Ahora, el problema del ADN amenaza con mantener la otra parte de esta y otras secuencias jugosas en negro durante mucho tiempo, según el experto. “Es una lastima que las condiciones térmicas de Oriente próximo no favorezcan la conservación del material genético porque hay diversos acontecimientos evolutivos en nuestra especie, como la salida de África, la hibridación con neandertales y el surgimiento de la agricultura que tienen lugar en esta zona geográfica”, explica Lalueza-Fox. Tampoco ayuda que las guerras estén devastando otros escenarios claves de la evolución humana como Siria o Irak.

Fuente: Reportaje de Prensa El País

 

 

 

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