La BIOSFERA en realidad no es una capa de la Tierra; es el conjunto de todos los ecosistemas existentes en la Tierra, es decir, de todos los seres vivos junto con el medio en el que viven. Por eso, la biosfera es parte de la corteza terrestre, pero también es parte de la hidrosfera y de la atmósfera.

En este dibujo puedes observar lo que supone el agua respecto al conjunto de nuestro Planeta. Recuerda que el 97% del agua de la Tierra es salada y solo un 3% es agua dulce.

La biosfera y la hidrosfera están estrechamente relacionadas: el agua es el elemento esencial de todas las formas de vida, y la distribución del agua en el planeta (es decir, los límites de la hidrosfera) condiciona directamente la distribución de los organismos (los límites de la biosfera). El término biosfera, de reciente creación, indica el conjunto de zonas de la Tierra donde hay vida, y se circunscribe a una estrecha región de unos 20 Km de altura comprendida entre las cimas montañosas más elevadas y los fondos oceánicos más profundos. Sólo pueden hallarse formas de vida en la biosfera, donde las condiciones de temperatura, presión y humedad son adecuadas para las más diversas formas orgánicas de la Tierra.

                                                                               Ciclo del agua

Obviamente, las fronteras de dicha “esfera” son elásticas y su extensión coincide con la de la hidrosfera; se superpone a las capas más bajas de la atmósfera y a las superficiales de la litosfera, donde se sumerge, como máximo, unos 2 Km. Sin embargo, si por biosfera se entiende la zona en la que hay vida así como la parte inorgánica indispensable para la vida, deberíamos incluir en este concepto toda la atmósfera, sin cuyo “escudo” contra las radiaciones más fuertes no existiría ningún tipo de vida; o la corteza terrestre entera y las zonas superiores del manto, sin las cuales no existiría la actividad volcánica, que resulta necesaria para enriquecer el suelo con nuevas sustancias minerales.

Por tanto, la biosfera es un ecosistema tan grande como el planeta Tierra y en continua modificación por causas naturales y (desgraciadamente) artificiales.

Es importante cuidar los ecosistemas de la Tierra, es mucho lo que nos jugamos en ello

Las modificaciones naturales se producen a escalas temporales muy variables: en tiempos larguísimos determinados por la evolución astronómica y geológica, que influyen decididamente en las características climáticas de los distintos ambientes (por ejemplo, durante las glaciaciones), o en tiempos más breves, relacionados con cambios climáticos desencadenados por sucesos geológicos-atmosféricos imprevistos (por ejemplo, la erupción de un volcán, que expulsa a la atmósfera grandes cantidades de cenizas capaces de modificar el clima de extensas áreas durante periodos considerables).

En cambio, las modificaciones artificiales debidas a la actividad humana tienen efectos rápidos: la deforestación producida en África por las campañas de conquista romanas contribuyó a acelerar la desertificación del Sahara, como tampoco hay duda de que la actividad industrial de los últimos siglos determina modificaciones dramáticas y repentinas en los equilibrios biológicos.

La biosfera es el punto de encuentro entre las diversas “esferas” en las que se subdivide la Tierra: está surcada por un flujo continuo de energía procedente tanto del interior del planeta como del exterior, y se caracteriza por el intercambio continuo de materia, en un ciclo incesante que une todos los entornos.

La biosfera es el ecosistema global. Comprende todos los ecosistemas y organismos vivos en la atmósfera, en la tierra (biosfera terrestre), o en los océanos (biosfera marina), incluida materia orgánica muerta derivada (por ejemplo, basura, materia orgánica en suelos y desechos oceánicos).

Pero no por esta razón hay vida por todas partes, pues la vida requiere condiciones particulares e imprescindibles. Existen determinados elementos físicos y químicos que “limitan” el desarrollo de la vida. La presencia y disponibilidad de agua es el primero y el más importante. El agua es el disolvente universal para la química de la vida; es el componente primario de todos los organismos y sin agua la vida es inconcebible (Tales de Mileto fue el primero en darse cuenta de ello). Pero no sólo es eso: al pasar del estado sólido al líquido y al gaseoso y viceversa, el agua mantiene el “efecto invernadero natural”, capaz de conservar la temperatura del planeta dentro de los niveles compatibles con la vida (es decir, poco por debajo de los 0º C y poco por encima de los 40º C).

La presión, que no deberá superar mucho el kilogramo por centímetro cuadrado (como sucede alrededor de los 10 m de profundidad en el mar), así como una amplia disponibilidad de sales minerales y de luz solar (indispensable – como expliqué antes – para la vida de las plantas) son también factores que marcan las posibilidades de vida.

    Muchos son los misterios que se esconden en las profundidades marinas

Está claro que se nos ha dado un lugar privilegiado, que reúne todas y cada una de las condiciones excepcionales para la vida, y somos tan ignorantes que aún siendo un bien escaso (en nuestro enorme Sistema Solar, parece que el único), nos lo queremos cargar. Pero sin querer, me marcho por las ramas y me desvío del tema principal, la evolución por la energía, y como está directamente implicada, hablemos un poco de nuestra casa.

El planeta Tierra

Cinturones de Van Allen: Fuerzas invisibles actúan para preservarnos de energías nosivas provenientes del espacio interestelar.

Las fuerzas que actúan sobre la Tierra, como planeta en el espacio, tiene profundas implicaciones energéticas. La gravitación ordena y orienta, y obstaculiza y facilita los flujos de energía cinética. La rotación genera la fuerza centrífuga y la de Coriolis: la primera achata el planeta por los polos ensanchándolo por el ecuador, y la segunda desvía los vientos y las corrientes de los océanos (a la derecha del hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur). La rotación es también la causa de los ritmos diarios de las plantas y animales, y de la desaceleración de la Tierra, que alarga el día un promedio de 1’5 ms cada siglo, lo que representa una pérdida de tres teravatios por fricción de mareas.

La tierra presenta varios movimientos en su viaje anual alrededor del Sol. Los más conocidos son el movimiento de Rotación y el movimiento de Traslación.

En el movimiento de Rotación, la Tierra da una vuelta sobre si misma en 24 horas alrededor de un eje imaginario. Es decir en lo que denominamos un día. El de traslación se computa por un año.

Pero ni la gravitación ni la rotación (fricción) hacen de la Tierra un planeta único entre los cuerpos celestes de nuestro entorno. Su exclusividad procede de sus propiedades térmicas internas, que causan los ciclos geotectónicos que modifican la superficie, y de su atmósfera, océanos y plantas que transforman la radiación solar que reciben. Los orígenes de estos procesos no están claros.

Podemos fijar la edad de la Tierra en algo más de los 4.000 millones de años por la desintegración de los isótopos radiactivos, pero poco podemos asegurar sobre la formación del planeta o sobre la energética de la Tierra primitiva. Sobre el tema circulan varias teorías, y es muy plausible que el origen del Sistema Solar planetario fuera una nube interestelar densa en la que el Sol se formó por una inestabilidad gravitatoria y que la posterior aglomeración del resto de esta materia dispersa, que giraba a distintas distancias, a su alrededor, diera lugar a los planetas. No está claro si al principio la Tierra estaba extremadamente caliente o relativamente fría. Me inclino por lo primero y estimo que el enfriamiento fue gradual con los cambios de atmósferas y la creación de los océanos.

           Los océanos de la Tierra vistos desde el espacio

Las incertidumbres geológicas básicas se extienden hasta el presente. Diferentes respuestas a cuestiones como la cantidad de ⁴⁰K en el núcleo terrestre o sobre la convección del magma en el manto (hay una o dos celdas) dan lugar a diferentes explicaciones para el flujo de calor y la geotectónica de la Tierra. Lo que sí está claro es que el flujo interno de calor, menos de 100 mW/m², tiene un efecto pequeño comparado con la reflexión, absorción y emisión de la radiación solar.

El balance de la radiación terrestre (R_p) en la capa alta de la atmósfera es la suma de la radiancia extraterrestre (la constante sola Q₀) reducida por el albedo planetario y el flujo saliente de larga longitud de onda (Q_i): R_p = Q₀(1-a_p) + Q_i = 0. El flujo emitido es igual a la suma de la radiación atmosférica y la terrestre: Q_i = Q_ea + Q_es. Los balances de la radiación en la atmósfera (R_a) y en la superficie de la Tierra (R_s) son iguales, respectivamente, a la diferencia entre la correspondiente absorción y emisión: R_a = Q_aa + Q_ea y R_s = Q_as + Q_es, de manera que R_p = R_a + R_s = 0. Hay que continuar explicando la radiación saliente con los flujos irradiados y emitidos por la superficie terrestre, el flujo de radiación medio absorbida, etc., etc., etc., con una ingente reseña de símbolos y tedioso esquemas que, a mi parecer, no son legibles para el lector normal y no versado en estos conocimientos. Así que, aunque sea mutilar el trabajo, desisto de continuar por ese camino y prosigo por senderos más amenos y sugestivos para el lector.

La fuente más importante del calentamiento atmosférico proviene de la radiación terrestre de longitud de onda larga, porque el flujo de calor latente es una contribución secundaria y el flujo de calor sensible sólo es importante en las regiones áridas donde no hay suficiente agua para la evaporación. Los océanos y los continentes también reciben indirectamente, irradiadas por la atmósfera, la mayor parte de su calor en forma de emisiones de longitudes de onda larga (4 – 50 μm). En este flujo de radiación reenviado hacia la superficie terrestre por los gases invernadero, domina a la radiación del vapor de agua, que con una concentración variable, emite entre 150 y 300 W/m², y al que también contribuye el CO² con unos 75 W/m².

El intercambio de radiación de longitud de onda larga entre la superficie y la atmósfera sólo retrasa temporalmente las emisiones de calor terrestre, pero controla la temperatura de la biosfera. Su máximo es casi 400 W/m² en los trópicos nubosos, pero es importante en todas las estaciones y presenta significativas variaciones diarias. El simple paso de una nube puede aumentar el flujo en 25 W/m². Las mayores emisiones antropogénicas de gases invernadero han aumentado este flujo en cerca de un 2’5 W/m² desde finales del siglo XIX.

Como era de esperar, las observaciones de los satélites confirman que el balance de energía de la Tierra está en fase con la radiación solar incidente (Q₀), pero la radiación media saliente (Q_i) está desfasada con la irradiancia, alcanzando el máximo durante el verano en el hemisferio norte. La distribución asimétrica de los continentes y el mar explica este fenómeno. En el hemisferio norte, debido a la mayor proporción de masa terrestre, se experimentan mayores cambios estacionales que dominan el flujo global de la radiación saliente.

Quizás el resultado más sorprendente que se deriva de las observaciones por satélite sea que, estacionalmente, se observan cierto déficit y superávit de radiación y el balance de la radiación en el planeta no es igual a cero, pero sin embargo, en cada hemisferio la radiación anual está en equilibrio con el espacio exterior. Además, la contribución atmosférica por transporte de energía hacia los polos es asimétrica respecto al ecuador con valores extremos de unos 3 PW cerca de los 45º N, y -3 PW cerca de 40º S.

Podría continuar hablando sobre los vientos, los terremotos, las lluvias y otros fenómenos atmosféricos, sin embargo, no creo que, por ser estos fenómenos naturales muy conocidos de todos, pudieran tener gran interés. Pasemos pues a comentar sobre los océanos.

                                                  Las lluvias tan necesarias para todos y para todo

Agua, mejor que Tierra, habría sido el nombre adecuado para el tercer planeta, puesto que los océanos cubren más del 70 por ciento de la superficie terrestre, con una profundidad media de 3’8 Km. Debido a las especiales propiedades térmicas del agua, éstas constituyen un extraordinario regulador del balance energético del planeta.

Este líquido tiene cinco ventajas termodinámicas importantes: un punto de ebullición inusualmente alto, debido a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno intermoleculares; un calor específico de 2’5 a 3’3 veces más elevado que el del suelo; una capacidad calorífica (calor específico por unidad de volumen) aproximadamente seis veces mayor que la tierra seca; un altísimo calor de vaporización que le permite transportar una gran cantidad de calor latente; y su relativamente baja viscosidad, que le convierte en un eficiente transportador de calor en los océanos mediante miríadas de remolinos y caudalosas corrientes.

No es sorprendente, pues, que los océanos, que tienen cerca del 94 por ciento de toda el agua, sean determinantes en el balance energético del planeta. Cuatro quintas partes de la radiación solar que llega a la Tierra entra en la atmósfera que cubre los océanos, los cuales con un albedo superior al 6% absorben la energía con una tasa cercana a 65 PW, casi el doble de la absorción atmosférica total y cuatro veces mayor que la continental. Inevitablemente, los océanos también absorben la mayor parte, casi dos tercios, del calor rerradioirradiado hacia abajo por la atmósfera elevando su ritmo de calentamiento a los 175 PW.

                                                               Arrecife poco profundos y ecosistemas

Salvo en los océanos menos profundos, la interacción aire-mar no afecta directamente a las aguas profundas. Las oscuras y frías aguas de las profundidades marinas están aisladas de la atmósfera por la capa mixta, una capa de poca profundidad que va de pocos metros a pocos cientos de metros y que está afectada por los vientos y el oleaje.

A pesar de que el alto calor específico del agua limita el rango de variación, las temperaturas de esta capa sufren importantes fluctuaciones diarias y estacionales. Sin embargo, variaciones relativamente pequeñas de la temperatura de la superficie de los océanos tienen importantes consecuencias climáticas: quizás el mejor ejemplo de esta teleconexión climática sea el fenómeno del Niño, que consiste en una extensión en forma de lengua de las aguas superficiales calientes hacia el este, cuyos efectos se extienden desde Canadá hasta África del sur.

Debido a que la conductividad térmica del agua es muy baja, la transferencia de energía de la capa mixta hacia las profundidades se realiza fundamentalmente mediante corrientes convectivas. Estas corrientes compensan la extremadamente baja fuerza ascensional de las aguas profundas, más calientes, que son desplazadas por el movimiento hacia el ecuador de las corrientes frías provenientes de los polos. En contraste con el gradual ascenso general de las aguas oceánicas, la convección hacia abajo se produce en corrientes bien delimitadas que forman gigantescas cataratas oceánicas. Seguramente la mayor es la que fluye hacia el sur bajo el estrecho de Dinamarca, entre Islandia y Groenlandia, y se sumerge unos 3’5 Km transportando 5 millones de m³/s, un caudal veinte veces mayor que el del Amazonas.

                                                El agua de la vida

Miríadas de corrientes oceánicas, que a menudo viajan cientos de kilómetros a diferentes profundidades, transportan considerables cantidades de energía y sal. Quizás el ejemplo más importante de estas combinaciones de transportes sea la corriente de agua caliente y salada que sale del Mediterráneo a través del estrecho de Gibraltar. Este flujo caliente pero denso desciende sobre la pendiente de la plataforma continental hasta alcanzar el equilibrio entre el peso y el empuje ascensional a unos mil metros de profundidad. Aquí se separa en dos celdas lenticulares que se mueven durante siete años hacia el este y hacia el sur, respectivamente, hasta que decaen o chocan contra alguna elevación marina.

Un mapa global de los flujos de calor desde la superficie oceánica hasta las capas profundas muestra claramente máximos longitudinales a lo largo del ecuador y a lo largo de aproximadamente 45º S en los océanos Atlántico e Índico. Esta transferencia es también importante en algunas áreas costeras donde se producen intensos flujos convectivos ascendentes que intercambian calor entre las aguas superficiales y las profundas, como ocurre en la costa de California y al oeste de África. Un flujo en dirección contraria, que calienta la atmósfera, se produce en las dos mayores corrientes oceánicas calientes, la corriente del Golfo en el Atlántico y la de Kuroshio en el Pacífico oriental.

                                                     Aguas termales y sulfurosas

Todas la regiones donde se produce este ascenso de aguas calientes (a lo largo de las costas del continente americano, África, India y la zona ecuatorial del Pacífico occidental) se distinguen fácilmente por los elevados niveles de producción de fitoplancton, causados por un importante enriquecimiento de nutrientes, comparados con los que, de otra manera, corresponderían normalmente a las aguas superficiales oligotrópicas.

La radiación transporta la mayor parte (casi 4/5) de la energía que fluye desde la capa mixta hasta la atmósfera, y el resto del flujo calorífico se produce por calor latente en forma de vapor de agua y lluvias.

Aún no se ha realizado una valoración cuantitativa del transporte total para cada latitud, pero en el océano Atlántico hay transferencia de calor hacia el norte a lo largo de toda su extensión, alcanzando en el trópico un valor aproximado de 1 PW, flujo equivalente al que se produce en el Pacífico norte. En el Pacífico sur, el flujo de calor hacia el polo a través del trópico es de 0’2 PW. La parte occidental del Pacífico sur puede constituir la mayor reserva de calor del Atlántico sur, de igual modo que es probable que el océano Índico sur constituya una reserva del Pacífico.

Ahora tocaría comentar algo sobre los ríos del planeta, sin embargo, lo obvio y me dirijo directamente a comentar sobre el calor de la Tierra.

Aunque la Tierra se formara inicialmente a partir de materia fría (material cósmico) que se contrajo por acción de la gravedad, durante la formación posterior del núcleo líquido y en los periodos de intensa actividad volcánica se ha liberado una enorme cantidad de calor. Los frecuentes impactos de objetos pesados también han contribuido al calentamiento de la superficie. Hay mucha incertidumbre sobre la historia térmica de la Tierra de los últimos 3.000 millones de años, durante los cuales el planeta se ha ido enfriando y una gran parte de este flujo de calor ha alimentado los movimientos geotectónicos globales, creando nueva corteza en las dorsales oceánicas; un proceso que ha ido acompañado de terremotos recurrentes y erupciones volcánicas de lava, cenizas y agua caliente.

Solamente hay dos posibles fuentes de calor terrestre, pero la importancia relativa de las respectivas contribuciones no está aún muy clara. El calor basal, liberado por un lento enfriamiento del núcleo terrestre debe representar una gran parte del flujo total, si bien cálculos basados en la desintegración radiactiva del U²³⁵, U²³⁸, Th²³² y K⁴⁰ sugieren que éste representa al menos la mitad y quizás hasta nueve décimos del flujo total de calor del planeta. Esta disparidad obedece a la incertidumbre en la concentración de K⁴⁰ en la corteza terrestre. Pero sea cual sea la proporción, el flujo total, basado en miles de medidas realizadas desde los años cincuenta, está próximo a los 40 TW.

Aunque inicialmente se pensó que los flujos continentales y oceánicos eran aproximadamente iguales, en realidad difieren de forma sustancial. Las regiones del fondo oceánico más recientes contribuyen con más de 250 mW/m², cantidad que supera hasta tres veces las zonas continentales más recientes. El flujo medio para todo el fondo marino es aproximadamente igual a 95 mW/m², lo que representa un 70% más que el correspondiente a la corteza continental. El flujo  medio global es de 80 mW/m², unos tres órdenes de magnitud inferior al valor medio del flujo de calor de la radiación solar global.

Llegados a este punto, tengo que respirar. ¡Qué maravilla! ¡La Tierra!

emilio silvera

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Científicos de todo el mundo calibran en Huelva (España) los equipos que miden el Agujero de Ozono

El Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en El Arenosillo,en el cinturón del espacio protegido de Doñana, se ha convertido en los últimos años centro de referencia para conocer el estado de salud del planeta

Este 2019, cuando se cumplen dos décadas de trabajo, la Campaña Internacional de Calibración e Intercomparación de instrumentos para la medida de ozono total y radiación solar ultravioleta que organizan la Agencia Estatal de Meteorología (Aemet), dependiente del Ministerio para la Transición Ecológica, y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), llega su 14 edición con la participación de 50 expertos de todos los continentes.

«La campaña ha ido creciendo en interés y países de todos los continentes quieren estar por el prestigio que ha alcanzado», subraya el científico del INTA y responsable de la campaña José Manuel Vilaplana. Japón. Corea o Canadá han tocado ya a las puertas de la estación de sondeos, punto de peregrinaje científico por las buenas infraestructuras, su posición geográfica y las bondades del clima de la zona.

Vilaplana destaca la importancia de los trabajos que se llevan a cabo en esta estación al Sur de España, en la que se encuentra la serie histórica más antigua de medición de ozono (desde 1980), ya que los equipos distribuidos por el mundo para mediciones en superficie, y que son además referencia para los instalados a bordo de satélites, se ajustan a la misma escala – manteniendo la trazabilidad con los patrones- y «resulta preciso verificar la estabilidad» de los mismos.

       Este es el lugar en el que se hacen las pruebas, un sitio privilegiado de la Naturaleza de Huelva

La infraestructura ubicada en Huelva se integra en la red de instrumentos de medida en tierra que, operando bajo protocolos comunes, analiza la evolución de la capa de ozono en el planeta.

De hecho, instrumentos como los que se manejan por Aemet e INTA en El Arenosillo y los que se acaban de calibrar permiten conocer con detalle cómo evoluciona este agujero cuya extensión, según los últimos datos de 2018, alcanzó un área similar a la de América del Norte (25 millones de km2), lo que ha supuesto un aumento tras la disminución que se observó en los dos precedentes.

El problema del agujero en la capa de ozono está por resolver, indican los expertos. «La evolución de la capa de ozono y el calentamiento global por los gases efecto invernadero se influyen mutuamente y la recuperación no va a ser igual en todos los sitios», señala el técnico de Aemet y responsable del Centro de Calibración Brewer del Observatorio Atmosférico de Izaña, Alberto Redondas.

«La recuperación que se observa del ozono, explica, se bebe de una parte a que hemos dejado de emitir sustancias que disminuían la capa, tras el tratado de Montreal, y otra la otra mitad se produce por el cambio climático».

Las mediciones que se vienen realizando son clave para los modelos de predicción a largo plazo. «Si no tenemos buenas mediciones, nadie puede saber cómo va a ser la evolución», afirma. A finales de agosto, cuandos e vuelva a formar el agujero durante la primavera austral, se tomará de nuevo el pulso a la capa de ozono.

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Muchas veces miramos sin ver. Si nos paráramos a pensar en lo que nos quieren decir y que está presente en todas las cosas que podamos observar… ¡Nos asombrarían con los mensajes que nos están gritando! Nada es tan sencillo como parece y todo, sin excepción, está lleno de mensajes que la mayoría de las veces pasamos por alto debido a la inmensa ignorancia que, en realidad, es la mayor carga de la Humanidad. Si supiéramos comprender…

 ¡Conoceríamos mejor el mundo! Las cosas nos hablan del pasado, nos enseñan el presente y nos dicen cómo serán en el futuro. 

“Una entidad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema cibernético o retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo la vida en el planeta.”

Ni la NASA, tomó nunca la prueba de Lovelock lo suficientemente en serio como aplicarla a la búsqueda de vida en ; pero si se lo tomó en serio para buscar vida más allá del Sistema Solar. 

Ahora, parece que han recapacitado y tenemos ingenios espaciales en distintos lugares del sistemas solar, en lunas y planetas que, como Marte, están siendo muy bien estudiados. 

 La Mars Phoenix encontró hielo de agua y habiendo diluido porciones de la tierra marciana en agua y debidamente tratada, han hallado la presencia de magnesio, sodio, potasio y cloruros.  Uno de los científicos responsables de aquella misión dijo:

“Hay más que evidencia de agua porque las sales están ahí. Además hemos encontrado los compuestos químicos necesarios para la vida como la conocemos. y, lo sorprendente de Marte es que no es un mundo extraño, sino que, en muchos aspectos es igual que la Tierra.”

Ahora mismo, otros robotizados, como la Curiosity, están analizando los gases y los compuestos químicos del suelo y del hielo allí encontrados, y, todo ello, debidamente procesado nos dará una respuesta de lo que allí existe, de lo que existió y, muy probablemente, de lo que en el futuro pueda existir y, si podemos esperar que aquel planeta vuelva alguna vez a contener atmósfera y océanos que hagan posible la presencia de vida tal como la conocemos.

Lo que para mí está muy claro es que, los mecanismos del Universo son los mismos en cualquier región del cielo, y, las estrellas y los planetas surgen en todas partes de la misma manera. Y, si eso es así, sería lógico pensar que la vida podría estar presente en cualquier lugar adecuado, y, además, con muchas probabilidades de que sea más o menos tal como la conocemos, ya que, la nuestra, basada en el Carbono y el Nitrógeno (siempre en presencia de agua), es la más natural dadas las características de estos elementos para hacer surgir la vida en planetas situados en los adecuados lugares de su estrella..

                                         La bonita Nebulosa Orión

Una estrella como el Sol genera calor convirtiendo hidrógeno en helio dentro de su núcleo; en otras estrellas los procesos cruciales incluyen fusiones sucesivas de núcleos de helio.  Dado que cada núcleo de helio es una unidad que contiene cuatro “nucleones” (dos protones y dos neutrones), y este elemento se denomina abreviadamente helio-4, esto significa que los elementos cuyos núcleos contienen un de nucleones que es múltiplo de cuatro son relativamente comunes en el universo, excepto el berilio-8, que es inestable.

Concretamente, en las primeras etapas de este proceso se produce carbono-12 y oxígeno-16, y resulta que el nitrógeno-14, aunque no contiene un entero de núcleos de helio-4, se obtiene como subproducto de una serie de interacciones en las que participan núcleos de oxígeno y de carbono que operan en estrellas de masa un poco mayor que la de nuestro Sol.

consecuencia, estos son, con gran diferencia, los elementos más comunes, aparte del hidrógeno y del helio.

 Dado que éste último es un gas inerte (noble) que no reacciona químicamente, se deduce que los cuatro elemenbtos reactivos más comunes en el universo son el Carbono, el Hidrógeno, el Oxígeno y el Nitrógeno, conocidos en el conjunto por el acrónimo CHON.

                 En las Nebulosas se han detectado moléculas que han sorprendido a la familia científica

No es casualidad que los cuatro elementos químicos que participan con una aplastante mayoría en la composición de los seres vivos de la Tierra sean el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. El Carbono desarrolla el papel clave en el desarrollo de la vida, porque un solo átomo de este elemento es capaz de combinarse químicamente nada menos que con otros cuatro átomos al mismo tiempo (incluidos otros átomos de carbono, que pueden estar unidos a su vez  a más átomos de carbono, formando anillos y ), de tal modo que este elemento tiene una química excepcionalmente rica.

 Así decimos con frecuencia que la vida en la Tierra está basada en el Carbono, el elemento más dúctil y crucial en nuestra formación. No podemos negar que en el Universo “infinito”, en otros lugares y regiones singulares, pudieran estar presentes otras formas de vida que, basadas en el Silicio, por ejemplo, pudieran desarrollarse en otros ambientes distintos a los de la Tierra. Sin embargo, es altamente dudoso que así pudiera ser posible.

             Hasta el momento no hemos podido encontrar ninguna

La química del carbono es la que prevalece y reúne todos los requisitos para hacer posible la vida y, pensar en otros elementos que la pudieran hacer posible… ¿No es muy probable! 

El Carbono es el elemento esencial para la vida y el que tiene esas necesarias para hacerla posible. De los millones de especies que hemos conocido y conocemos en la Tierra, ninguna de ellas está basada en otro elemento distinto al Carbono.

                                ¿Cómo saber lo que nos podemos encontrar ahí fuera?

Claro que, tal comentario, no implica la negación de que pudieran existir otras clases de vida basadas en el silicio o en cualquier otra combinación química, pero todas las pruebas que aporta la Astronomía sugieren que es mucho mayor la probabilidad de que la vida más allá de nuestras fronteras esté basada en el CHON.

Es inadmisible lo poco que la gente común sabe del Universo al que pertenecen y también lo poco que se valora el de Astrónomos, Astrofísicos y Cosmólogos, ellos son los que realizan las pruebas y las comprobaciones que finalmente nos llevan al conocimiento que hoy tenemos del cielo y de los objetos que lo pueblan y de las fuerzas que allí actúan.

Gran de estas pruebas proceden del análisis espectroscópico del material que está presente en las Nebulosas, esas inmensas nubes de gas y polvo que se encuentran en el espacio como resultado de explosiones de supernovas o de otros fenómenos que en el Universo son de lo más frecuente. 

A partir de esas nubes se forman los sistemas planetarios como nuestro sistema solar, allí, nacen nuevas estrellas que contienen los mismos materiales expulsados por estrellas de generaciones anteriores.

En estas nubes hay muchos compuestos construidos en torno a átomos de carbono, y este elemento es tan importante para la vida que sus compuestos reciben en general el de compuestos “orgánicos”.

Lo publicó el día, miércoles, 18 de diciembre de 2013. Lo curioso del caso es que, fue publicado por mí hace ya mucho tiempo y, se conoce que el responsable de ese lugar lo encontró y le gustó para ponerlo en su blog, lo cual, me parece bien siempre que se mencione el origen. Además, no da la oportunidad de dejar algún comentario en el que se podría haber reprochado tal olvido.

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Siempre que hablamos de volcanes, de inmediato, su relación nos lleva de manera inmediata a pensar en catástrofes, nubes tóxicas, magma y en general, a la destrucción de poblados aledaños a estos. Pero hoy, los invito a detenernos y mirar con detenimiento y más profundidad esa historia desde otra perspectiva distinta y, casi desconocida por lo general,  una historia sin la cual, quizás, hubieran estado ausentes estos precursores de todo lo que relacionamos con la materia viva,  nuestros océanos y la vida misma.

El Comienzo.-

Nuestra historia comienza hace unos 4.600 millones de años atrás, cuando  una  nébula comenzó a girar y a contraerse por los efectos de la gravitación, hasta formar nuestro sistema solar, en donde nacen,   nuestro SOL , los planetas y por cierto el nuestro, la tierra.

En ese tiempo, nuestro planeta debió ser una roca caliente con una atmósfera primigenia muy diferente a la que conocemos hoy ,  su superficie era constantemente bombardeada por  pequeños trozos de rocas que aun quedaban girando del disco de acreación  y de los protoplanetas que no alcanzaron a formarse  en estructuras mayores, quizás debamos decir que en este  planeta ardiendo, la diferenciación hierro cobalto y níquel se constituyeron en nuestro núcleo, junto con otros metales como los sidrófilos, la materia más ligera, la sílice, el carbono y elementos como el grafito, diamante, el azufre elemental y selenio, combinados con los metales como los calcófilos fueron formaron la corteza, en definitiva, la superficie terrestre, todo esto junto con los metales alcalinos, o los llamados litófilos; por su afinidad con el oxígeno para formar minerales.

Los elementos gaseosos y también las moléculas volátiles que abundaban en la tierra en esos tiempos, quedaron ocluidos en el interior del planeta y poco a poco fueron saliendo a la superficie en forma de violentas y sucesivas explosiones volcánicas

Casi con toda seguridad, la atmósfera del planeta primitivo, estuvo constituida mayoritariamente por ese gas primordial que dio Orión al sistema solar, me refiero al Hidrógeno, pero, siendo un gas muy ligero junto al helio, prontamente fueron escapándose de la acción gravitatoria de la atmósfera, quedando en esta, gases más pesados, quizás grandes cantidades de amoniaco, metano y vapor de agua.

Allí, de seguro las placas tectónicas se iban desplazando a velocidades mucho mayores que las de ahora, y la subducción de una capa bajo otra iba produciendo grandes volcanes por  donde se iba liberando grandes cantidades de energía que se mantenían almacenadas en su interior, pero no solo eso, bajo la superficie también se encontraban grandes cantidades de hielo y vapor de agua acretado producto de la gravitación de los primeros momentos de formación del planeta.

Con el tiempo, estos volcanes de varios kilómetros de diámetro comenzaron a vomitar no solamente material piroclactico sino también agua y vapor de agua que fue con tal fuerza y cantidad, que fueron formando verdaderos mares a su alrededor, uno tras otro, debiendo haber miles de estos repartidos por  casi todo nuestro planeta, día a día,  por siglos y siglos,  pero fuera allí afuera, una lluvia poco usual nos arremetía, eran pequeños cometas y asteroides que caían a nuestro planeta, quizás como pequeños mensajeros, también nos traían algo, hielo y agua. Pasado el tiempo, todo este proceso fue llenando gran parte de nuestra superficie de agua, haciendo que todos esos mares formados por la gran actividad volcánica fueran uniéndose unos a otros hasta llegar a formar lo que hoy conocemos como los océanos.

Quizás una especie de diluvio, donde millares de lluvias y emanaciones de agua y vapor iban cubriendo y enfriando esta roca que ya no era incandescente.

Pero no solo agua o vapor emanaba de sus bocas, también moléculas orgánica, fosforo, calcio y por cierto aquel vital elemento para nosotros que es el oxígeno, aunque en un porcentaje muy reducido, todo esto fue fluyendo por las aguas pero también formando parte de las nubes que se formaban y que se desplazaban por los sectores secos y las zonas más altas del planeta, allí y luego de la condensación, comenzaros a caer a  la tierra en forma de lluvias que con el correr del tiempo fueron creando la vegetación, en los picos más altos, formaron los hielos dulces.

Ya pasado un tiempo y con todo el material  liberado, las grandes ollas volcánicas, pasaron a ser submarinas y por cierto a formar parte de un cuasi periodo de hibernación, en donde hoy yacen la mayoría de estos mega volcanes submarinos, que con una presión creada del agua de casi 250 veces la presión atmosférica, el agua de mar difícilmente los dejaría vomitar nuevamente y todo lo contrario al menor indicio su lava se apaga y sus flujos se convierten en vidrio

De todo aquello, aun quedaran sus huellas, todo aquello asociado a los ecosistemas que  los rodean, los respiraderos hidrotermales o fumarolas negras ubicadas en las dorsales oceánicas de todo el mundo.

¿Monstruos de la antigüedad o quizás,  los verdaderos afluentes de la vida?

Hoy día nuestro planeta muestra una superficie muy diferente a la que tuvo en la antigüedad, con tan solo una cuarta parta parte de su superficie como terreno a la vista, nos esconde sus otras tres cuartas partes bajo sus océanos, si pudiésemos sacar las aguas de estas, observaríamos gigantescos valles, con montañas más altas que el mismo monte Everest y acantilados como el de las marianas de alturas de casi 10 kilómetros, en resumen, toda una geografía diferente y desconocida, que de seguro no llevarían a remontarnos a esos primeros tiempos en donde nuestro sol se encontraba rodeado de un anillo solar compuesto por todo el material sólido y  gaseoso que de apoco se fue alejando y dispersando hasta formar lo que conocemos hoy.

Como antecedente importante, podemos destacar que hoy contamos con un mapa detallado del fondo de nuestro océano realizado por sondas espaciales, en donde se muestran la geografía submarina vaciada, allí se puede apreciar que se mantienen en la actualidad más de 5.000 volcanes activos y miles más pasivos, estos, repartidos por todos los lechos oceánicos formando y entrelazando verdaderos cordones volcánicos en las dorsales oceánicas.

La cantidad de volcanes submarinos proporcionalmente a los terrestres es inmensamente superior y por tanto uno de los sustentos a la hipótesis de los formadores de océanos, pues la poca cantidad de volcanes terrestres haría inviable el poder formar y entrelazar mares u  océanos y mantener agua líquida en un planeta con una atmosfera más caliente como fue en el pasado.

Otro antecedente importante es el aportado por un estudio de simulación realizado para estudiar la historia del hielo del Sistema Solar, este como conclusión llego a que una fracción significativa del agua de nuestro sistema solar es más antigua que nuestro sol, es decir, que el agua estaba en la nébula antes de la formación del sistema solar, el estudio de la Universidad de Michigan (EE UU)– se centró en el hidrógeno y su deuterio más pesado (un isótopo estable del hidrógeno).

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones. La diferencia de masas entre isótopos da lugar a diferencias sutiles en su comportamiento durante las reacciones químicas. Como resultado, la proporción de hidrógeno a deuterio en las moléculas de agua puede mostrar a los científicos las condiciones bajo las cuales se formaron las moléculas.

Los investigadores crearon modelos que simulaban un disco protoplanetario en el que todo el deuterio del hielo había sido eliminado por el proceso químico, por lo que el sistema tenía que volver a empezar “de cero” en la producción de hielo con deuterio. Lo hicieron con el fin de ver si el sistema puede llegar a las proporciones de deuterio e hidrógeno que se encuentran en las muestras de meteoritos, el agua del océano de la Tierra, y los cometas. Encontraron que no era capaz, lo que les reveló que al menos una parte del agua en nuestro propio Sistema Solar tiene un origen en el espacio interestelar y es anterior al nacimiento del sol.  Eso a la vez presupone que abundante materia orgánica helada interestelar se debería encontrar en todos los sistemas planetarios jóvenes”, se concluye.

Y por último digamos que de la presencia del agua en todas partes de nuestro universo ya se tienen pruebas y una de estas es el encuentro  de un cuerpo de agua tan inmenso, que es equivalente a 140 millones de millones de veces mayor a toda el agua contenida en todos los océanos de la Tierra.

Las reservas mayores de aguas dulces en nuestro planeta son subterráneas y se encuentran aún almacenadas bajo la corteza del planeta, de la cantidad aun no tenemos certeza, por la dificultad de medir el manto freático y realizar predicciones fiables de disponibilidad y asignaciones juiciosas de agua, pero lo cierto es que deben ser los rezagos de las masas  liberadas posterior al proceso de formación de los océanos, hoy la duda se debería centrar en conocer si esta, será dulce o salada.

Por tanto y de acuerdo a todos los antecedentes entregados, podríamos pensar que el agua ya se encontraba repartido en la nebulosa antes de la formación del sistema solar y que una vez formado este, gran parte de este elemento fue absorbido e incorporado por los diferentes cuerpos en formación como cometas, asteroides y planetas rocosos como el nuestro, en el que este elemento quedo ocluido en las capas interiores que se encontraban mucho mas frías que la superficie y que posteriormente fueron vomitadas por una gran cadena de volcanes que se comenzaron a formar en una especie de cordón.

 Esta hipótesis no descarta la formación del agua por procesos químicos posterior al proceso de formación de los cuerpos del sistema solar ni tampoco a un posible bombardeo de cometas y pequeños asteroides  sobre nuestro planeta que podrían haber traido este elemento, pero si, deja abierta la posibilidad de que la importancia de estos procesos últimos sean de poca relevancia cuando hablamos del volumen de las aguas de nuestro planeta y en cambio nos entrega una fuente mucho mas real de donde se nutrio el planeta de este vital elemento.

Hoy y de acuerdo a lo descrito, podemos suponer que si el agua se encuentra repartida por todos lados en el Universo y en especial en las nebulosas, cunas de la formación de los sistemas solares, entonces planetas como el nuestro, con agua, deben abundar por todas partes.

Abdel Majluf

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Siempre que hablamos de volcanes, de inmediato, su relación nos lleva de manera pronta a pensar en catástrofes, nubes tóxicas, magma y en general, a la destrucción de poblados aledaños a estos. Pero hoy, los invito a adentrarnos a una historia distinta, desconocida, una en la cual, quizás estos sean los precursores de todo lo que relacionamos con la vida,  nuestros océanos y por cierto la vida misma.

El Comienzo.-

Nuestra historia comienza hace unos 4.600 millones de años atrás, cuando  una  nébula comenzó a girar y a contraerse por los efectos de la gravitación, hasta formar nuestro sistema solar, en donde nacen,   nuestro SOL , los planetas y por cierto el nuestro, la tierra.

En ese tiempo, nuestro planeta debió ser una roca caliente con una atmosfera primigenia muy diferente a la que conocemos hoy ,  su superficie era constantemente bombardeada por  pequeños trozos de rocas que aun quedaban girando del disco de acreación  y de los protoplanetas que no alcanzaron a formarse  en estructuras mayores, quizás debamos decir que en este  planeta ardiendo, la diferenciación hierro cobalto y níquel se constituyeron en nuestro núcleo, junto con otros metales como los sidrófilos, la materia más ligera, la sílice, el carbono y elementos como el grafito, diamante, el azufre elemental y selenio, combinados con los metales como los calcófilos fueron formaron la corteza, en definitiva, la superficie terrestre, todo esto junto con los metales alcalinos, o los llamados litófilos; por su afinidad con el oxígeno para formar minerales.
Los elementos gaseosos y también las moléculas volátiles que abundaban en la tierra en esos tiempos, quedaron ocluidos en el interior del planeta y poco a poco fueron saliendo a la superficie en forma de violentas y sucesivas explosiones volcánicas

Casi con toda seguridad, la atmósfera del planeta primitivo, estuvo constituida mayoritariamente por ese gas primordial que dio Orión al sistema solar, me refiero al Hidrógeno, pero, siendo un gas muy ligero junto al helio, prontamente fueron escapándose de la acción gravitatoria de la atmósfera, quedando en esta, gases más pesados, quizás grandes cantidades de amoniaco, metano y vapor de agua.

Allí, de seguro las placas tectónicas se iban desplazando a velocidades mucho mayores que las de ahora, y la subducción de una capa bajo otra iba produciendo grandes volcanes por  donde se iba liberando grandes cantidades de energía que se mantenían almacenadas en su interior, pero no solo eso, bajo la superficie también se encontraban grandes cantidades de hielo y vapor de agua acretado producto de la gravitación de los primeros momentos de formación del planeta.

Con el tiempo, estos volcanes de varios kilómetros de diámetro comenzaron a vomitar no solamente material piroclactico sino también agua y vapor de agua que fue con tal fuerza y cantidad, que fueron formando verdaderos mares a su alrededor, uno tras otro, debiendo haber miles de estos repartidos por  casi todo nuestro planeta, día a día,  por siglos y siglos,  pero fuera allí afuera, una lluvia poco usual nos arremetía, eran pequeños cometas y asteroides que caían a nuestro planeta, quizás como pequeños mensajeros, también nos traían algo, hielo y agua. Pasado el tiempo, todo este proceso fue llenando gran parte de nuestra superficie de agua, haciendo que todos esos mares formados por la gran actividad volcánica fueran uniéndose unos a otros hasta llegar a formar lo que hoy conocemos como los océanos.

Quizás una especie de diluvio, donde millares de lluvias y emanaciones de agua y vapor iban cubriendo y enfriando esta roca que ya no era incandescente.

Pero no solo agua o vapor emanaba de sus bocas, también moléculas orgánica, fosforo, calcio y por cierto aquel vital elemento para nosotros que es el oxígeno, aunque en un porcentaje muy reducido, todo esto fue fluyendo por las aguas pero también formando parte de las nubes que se formaban y que se desplazaban por los sectores secos y las zonas más altas del planeta, allí y luego de la condensación, comenzaros a caer a  la tierra en forma de lluvias que con el correr del tiempo fueron creando la vegetación, en los picos más altos, formaron los hielos dulces.

Ya pasado un tiempo y con todo el material  liberado, las grandes ollas volcánicas, pasaron a ser submarinas y por cierto a formar parte de un cuasi periodo de hibernación, en donde hoy yacen la mayoría de estos mega volcanes submarinos, que con una presión creada del agua de casi 250 veces la presión atmosférica, el agua de mar difícilmente los dejaría vomitar nuevamente y todo lo contrario al menor indicio su lava se apaga y sus flujos se convierten en vidrio

De todo aquello, aun quedaran sus huellas, todo aquello asociado a los ecosistemas que  los rodean, los respiraderos hidrotermales o fumarolas negras ubicadas en las dorsales oceánicas de todo el mundo.

Monstruos de la antigüedad o quizás,  los verdaderos afluentes de la vida.

Hoy día nuestro planeta muestra una superficie muy diferente a la que tuvo en la antigüedad, con tan solo una cuarta parta parte de su superficie como terreno a la vista, nos esconde sus otras tres cuartas partes bajo sus océanos, si pudiésemos sacar las aguas de estas, observaríamos gigantescos valles, con montañas más altas que el mismo monte Everest y acantilados como el de las marianas de alturas de casi 10 kilómetros, en resumen, toda una geografía diferente y desconocida, que de seguro no llevarían a remontarnos a esos primeros tiempos en donde nuestro sol se encontraba rodeado de un anillo solar compuesto por todo el material sólido y  gaseoso que de apoco se fue alejando y dispersando hasta formar lo que conocemos hoy.

Como antecedente importante, podemos destacar que hoy contamos con un mapa detallado del fondo de nuestro océano realizado por sondas espaciales, en donde se muestran la geografía submarina vaciada, allí se puede apreciar que se mantienen en la actualidad más de 5.000 volcanes activos y miles más pasivos, estos, repartidos por todos los lechos oceánicos formando y entrelazando verdaderos cordones volcánicos en las dorsales oceánicas.

La cantidad de volcanes submarinos proporcionalmente a los terrestres es inmensamente superior y por tanto uno de los sustentos a la hipótesis de los formadores de océanos, pues la poca cantidad de volcanes terrestres haría inviable el poder formar y entrelazar mares u  océanos y mantener agua líquida en un planeta con una atmosfera más caliente como fue en el pasado.

Otro antecedente importante es el aportado por un estudio de simulación realizado para estudiar la historia del hielo del Sistema Solar, este como conclusión llego a que una fracción significativa del agua de nuestro sistema solar es más antigua que nuestro sol, es decir, que el agua estaba en la nébula antes de la formación del sistema solar, el estudio de la Universidad de Michigan (EE UU)– se centró en el hidrógeno y su deuterio más pesado (un isótopo estable del hidrógeno).

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones. La diferencia de masas entre isótopos da lugar a diferencias sutiles en su comportamiento durante las reacciones químicas. Como resultado, la proporción de hidrógeno a deuterio en las moléculas de agua puede mostrar a los científicos las condiciones bajo las cuales se formaron las moléculas.

Los investigadores crearon modelos que simulaban un disco protoplanetario en el que todo el deuterio del hielo había sido eliminado por el proceso químico, por lo que el sistema tenía que volver a empezar “de cero” en la producción de hielo con deuterio. Lo hicieron con el fin de ver si el sistema puede llegar a las proporciones de deuterio e hidrógeno que se encuentran en las muestras de meteoritos, el agua del océano de la Tierra, y los cometas. Encontraron que no era capaz, lo que les reveló que al menos una parte del agua en nuestro propio Sistema Solar tiene un origen en el espacio interestelar y es anterior al nacimiento del sol.  Eso a la vez presupone que abundante materia orgánica helada interestelar se debería encontrar en todos los sistemas planetarios jóvenes”, se concluye.

Y por último digamos que de la presencia del agua en todas partes de nuestro universo ya se tienen pruebas y una de estas es el encuentro  de un cuerpo de agua tan inmenso, que es equivalente a 140 millones de millones de veces mayor a toda el agua contenida en todos los océanos de la Tierra.

Las reservas mayores de aguas dulces en nuestro planeta son subterráneas y se encuentran aún almacenadas bajo la corteza del planeta, de la cantidad aun no tenemos certeza, por la dificultad de medir el manto freático y realizar predicciones fiables de disponibilidad y asignaciones juiciosas de agua, pero lo cierto es que deben ser los rezagos de las masas  liberadas posterior al proceso de formación de los océanos, hoy la duda se debería centrar en conocer si esta, será dulce o salada.

Por tanto y de acuerdo a todos los antecedentes entregados, podríamos pensar que el agua ya se encontraba repartido en la nebulosa antes de la formación del sistema solar y que una vez formado este, gran parte de este elemento fue absorbido e incorporado por los diferentes cuerpos en formación como cometas, asteroides y planetas rocosos como el nuestro, en el que este elemento quedo ocluido en las capas interiores que se encontraban mucho mas frías que la superficie y que posteriormente fueron vomitadas por una gran cadena de volcanes que se comenzaron a formar en una especie de cordón.

 Esta hipótesis no descarta la formación del agua por procesos químicos posterior al proceso de formación de los cuerpos del sistema solar ni tampoco a un posible bombardeo de cometas y pequeños asteroides  sobre nuestro planeta que podrían haber traido este elemento, pero si, deja abierta la posibilidad de que la importancia de estos procesos últimos sean de poca relevancia cuando hablamos del volumen de las aguas de nuestro planeta y en cambio nos entrega una fuente mucho mas real de donde se nutrio el planeta de este vital elemento.

Hoy y de acuerdo a lo descrito, podemos suponer que si el agua se encuentra repartida por todos lados en el Universo y en especial en las nebulosas, cunas de la formación de los sistemas solares, entonces planetas como el nuestro, con agua, deben abundar por todas partes.

Abdel Majluf

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