A diferencia de los demás planetas y satélites del sistema solar, en la Tierra el clima ha sido exquisito durante miles de millones de años.
Joaquín Bohigas Bosch*
La Tierra y su clima "exquisito" (Imagen: Itl.com).
En la mayor parte del sistema solar el clima es horroroso. Y no sólo me refiero a Mexicali. Por ejemplo, en Venus la temperatura es de 462 grados durante todo el año y en todos lados. Hay una persistente lluvia ácida, casi la totalidad de la atmósfera es de bióxido de carbono y prácticamente no hay agua líquida.
Parece una burla llamarlo “planeta del amor”.
El clima tampoco es agradable en Marte. Con 96% de bióxido de carbono y casi nada de oxígeno, la atmósfera es irrespirable. Tiene muy poca agua, abunda el polvo con consistencia de talco y su temperatura puede llegar a -90 grados, suficiente para congelar pingüinos.
A diferencia de los demás planetas y satélites del sistema solar, en la Tierra el clima ha sido exquisito durante miles de millones de años, de modo que la vida ha podido prosperar en un ambiente relativamente estable y benigno.
¿A qué se debe esta enorme suerte? Son muchos los factores que han contribuido, empezando por el Sol. Y es que, para tener un buen clima, nada es mejor que una estrella como el Sol: longeva, estable, no muy caliente y en un vecindario tranquilo.
El Sol empezó a brillar hace aproximadamente 4,500 millones de años. Su luminosidad era 30% menor, pero fue suficiente para que mil millones de años después en nuestro planeta aparecieran los primeros seres vivos: unas minúsculas criaturas que fueron la especie dominante durante tres mil millones de años.
Hace 540 millones de años la evolución natural se aceleró y “súbitamente” (en escalas geológicas) se multiplicó el número de especies, dando lugar a plantas y animales increíblemente sofisticados, como el que frecuentemente está pegado al televisor.
Durante este tiempo el brillo del Sol apenas aumentó 10% y en los próximos 5 mil millones de años que le quedan su brillo se duplicará.
Sin esta longeva estabilidad hubiera sido imposible que el clima terrestre fuera y continúe siendo tan benévolo. Pero no es suficiente.
El brillo de muchas estrellas a menudo cambia bruscamente, incluso en cosa de días. Otras producen demasiada radiación ultravioleta, teniendo un efecto pernicioso en las atmósferas planetarias y en los seres vivos que pudieran vivir ahí. ¡Cero bronceados!
Para tener un buen clima, nada como un planeta como la Tierra (Imagen: Wiki Sabio).
También hay estrellas que expulsan periódicamente grandes cantidades de materia a altas velocidades, un aluvión que difícilmente podría resistir nuestra frágil atmósfera.
Y las tres cuartas partes de las estrellas coexisten en parejas o tripletes, de modo que la luz que reciben y absorben las atmósferas de los planetas que giran alrededor de ellas puede variar mucho en poco tiempo, trastornando el clima.
Finalmente, una gran cantidad de estrellas está en regiones de la galaxia en donde son relativamente “frecuentes” (en términos cosmológicos) inmensas explosiones estelares que vaporizan las atmósferas de planetas situados a años luz a la redonda.
Afortunadamente, el Sol es una estrella aislada que no cambia de brillo bruscamente, produce poca radiación ultravioleta, expulsa relativamente poco material y ha estado en un vecindario galáctico sosegado.
Así, el clima no sería lo que es, nosotros no estaríamos aquí, de no haber sido de esta forma.
Todas estas condiciones, que comparten otros 100 millones de estrellas en la galaxia, son necesarias para que haya un buen clima. Pero tampoco son suficientes. Es el momento de considerar a nuestro planeta.
Para tener un buen clima, nada como un planeta como la Tierra: en un buen lugar, de buen tamaño, con un manto protector y un día no muy largo. Recordemos que el agua se vaporiza o congela estando demasiado cerca o lejos de un cuerpo caliente como el Sol.
Hay una zona intermedia alrededor de la estrella, en donde es posible la existencia simultánea de agua líquida, vapor y hielo, a la que llamamos “zona habitable” porque la primera es esencial para los seres vivos y necesarios para regular y estabilizar las condiciones atmosféricas.
Es posible que Venus haya rozado la zona habitable cuando el Sol era joven. Es probable que Marte vaya a estar en esta zona en unas centenas de millones de años, cuando el brillo solar aumente 20% o 30%.
Pero la Tierra siempre ha estado en la zona habitable y seguirá ahí durante otro par de miles de millones de años. Una circunstancia afortunada que se suma a la lista de ingredientes requeridos para que el clima sea bueno y duradero.
La Tierra, en el lugar justo del sistema solar (Ilustración: Thomas LeGro/The Washington Post).
Sin embargo, se necesitan otras condiciones favorables.
La Tierra tiene la masa y el tamaño apropiado, suficiente para que su gravedad retenga su atmósfera sin llegar a aplastar a los que nos nutrimos de ella.
La atmósfera y su clima se hubieran escapado si la fuerza de gravedad fuera algunas veces menor.
Más aun, la Tierra siempre ha sido geológicamente activa gracias a que la gravedad es suficientemente intensa para mantener fundido el material que tiene dentro, y que al salir empuja y mueve continentes sobre su superficie.
Gracias a ello, el clima cambia y la atmósfera se enriquece con las sustancias que expulsan los volcanes y se deshace de las que se produce la biósfera cuando las placas tectónicas se hunden en el interior del planeta.
Igualmente, es posible que la vida haya empezado en alguna de las fallas que hay en el fondo del océano, de donde sigue saliendo el magma que modifica la geografía terrestre.
Mercurio, la Luna y Marte son más pequeños que la Tierra y desde hace tiempo perdieron su atmósfera, se enfriaron y dejaron de tener actividad geológica. La Tierra tuvo el tamaño justo para preservar y enriquecer su atmósfera y clima durante miles de millones de años.
Otros dos requisitos esenciales para el buen clima terrestre son su campo magnético y la duración del día, los cuales probablemente resultaron de un evento circunstancial.
El campo magnético de la Tierra detiene las partículas de alta velocidad que nos llegan del Sol en un viento incesante. Los seres vivos no hubiéramos podido salir del fondo oceánico para respirar el aire de la atmósfera, de no existir este manto invisible que se revela en espectaculares auroras australes y boreales.
La existencia de un clima semejante al nuestro es imposible en planetas con un campo magnético pobre o inexistente, como Mercurio, Venus y Marte.
Las auroras, la espectacular revelación del campo magnético de nuestro planeta (Foto: iStock).
Un buen clima también es imposible en planetas que rotan con demasiada parsimonia o prisa. El día debe tener la duración justa para que la atmósfera se caliente homogéneamente para producir un clima sosegado, del mismo modo que un asador debe girar lentamente, pero no demasiado rápido para que los pollos se asen bien, fenómeno que no sucede igual en Venus y Mercurio en donde el día dura cientos de veces más que en la Tierra.
Entonces, ¿a qué se debe que en la Tierra, a diferencia de estos planetas, el día sea relativamente corto y el campo magnético excepcionalmente intenso? La probable respuesta es la Luna.
Ninguno de los otros tres planetas que están en la zona habitable se formó con un satélite, pero la Tierra tuvo a la Luna casi desde el principio. Una Luna que, como dice la canción, es “regrandota” comparada con la Tierra. Me explico.
La Luna es 3.7 veces más pequeña que la Tierra mientras que Ganímedes, el satélite más grande del Sistema Solar, es 13.6 veces menor que Júpiter. ¿Cómo fue que la Tierra casi siempre tuvo un satélite tan grande?
La respuesta más probable es que 200 millones de años después de formarse, tuvieron un choque descomunal con otro planeta que se había formado casi al mismo tiempo y a la misma distancia del Sol. Este último, al que hoy llamamos Luna, desde entonces quedó ligado a la Tierra.
La presencia gravitacional de la Luna evita que la Tierra gire como un trompo “loco”. Gracias a ello mantiene ángulos de rotación y precesión estables, que desde entonces dieron lugar a las estaciones.
Este golpazo también hizo que la Tierra girara más rápidamente (el día duraba 6 horas en ese entonces) y es muy posible que con ello se crearan las condiciones para que tuviera un campo magnético intenso y perdurable.
En otras palabras, el accidente circunstancial que nos regaló la Luna también produjo las condiciones que faltaban para que en la Tierra pudiera gestarse el clima que disfrutamos.
La primera atmósfera de la Tierra era rica en helio e hidrógeno. Pronto fue sustituida por una abundante en vapor de agua, bióxido de carbono, amoniaco y otras sustancias expulsadas por volcanes.
El vapor se condensó y llovió hasta que se formaron los primeros mares, que terminaron de llenarse con un inmenso número de bolas de hielo, los cometas, que se precipitaron sobre nuestro planeta.
Esta es la representación artística de una colisión catastrófica entre dos cuerpos celestes; tal impacto entre la proto-Tierra y Theia probablemente formó la Luna (NASA / JPL-Caltech).
Las otras sustancias expulsadas por los volcanes se depositaron en el fondo del nuevo océano, donde mil millones de años después fueron aprovechadas por los primeros seres vivos.
Transcurridos otros 800 millones de años llegaron las cianobacterias para alimentarse de bióxido de carbono y desechar oxígeno, que terminó siendo el segundo elemento más abundante en la atmósfera.
Cuatro mil millones de años después de que se formó la Tierra, se multiplicaron las especies y todas ellas contribuyeron a modificar el clima, hasta que la selección natural -sin querer- le entregó el cuidado del mismo quizá al ser más sofisticado del Universo, el mismo que lee estas palabras.
El ser humano probablemente es el ser vivo que más rápida y radicalmente haya cambiado el clima planetario. Las consecuencias pueden ser terribles para muchos de los seres vivos que habitamos esta finísima capa que cubre la Tierra, a la que llamamos biósfera.
Quizá desaparezcan cientos de miles de especies, inclusive la más evolucionada, pero con toda certeza habrá otras que ocupen los nichos que abandonen, porque la Tierra tiene lo necesario para que el clima siga siendo benévolo con los seres vivos durante al menos dos mil millones de años más.
¿Cuál es entonces el recetario astronómico para tener un buen clima? Una estrella semejante al Sol en un vecindario galáctico tranquilo, un planeta similar a la Tierra que esté situado en una zona donde pueda haber agua líquida, y un accidente que produzca una pareja como la que forman la Tierra y la Luna.
Se dice fácil, pero deben ser muy pocas las combinaciones afortunadas.
Desde luego, probablemente hay millones de estrellas como el Sol que tienen planetas. Pero también hay millones de boletos de la lotería y sólo uno se saca el premio.
¿Acaso seremos el único número afortunado? ¿O habrá otros que en otro lugar y en otro momento podrán escribir estas mismas frases?
* Joaquín Bohigas Bosch es investigador del Instituto de Astronomía (UNAM) y divulgador de la ciencia. El texto se basó en una conferencia que presentó en el programa “Noches del Observatorio Astronómico Nacional”, el 3 de junio de 2011, en la ciudad de Ensenada, Baja California.
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