La Tierra como sistema

¿Por qué la Tierra funciona como un sistema?

El secreto está en su origen. Todos sabemos que la Tierra es tan solo un componente de un sistema mayor, el Sistema Solar.  El funcionamiento del Sistema Solar hace pensar a astrónomos y astrofísicos que todos los integrantes se formaron al mismo tiempo que el Sol.

Hace unos  4500 millones de años, una nebulosa, la nebulosa solar, una gran nube gaseosa y giratoria dio origen al Sistema Solar. La nebulosa fue afectada por la explosión de una supernova cercana.  Las explosiones violentas y poderosas de ciertas estrellas al final de sus vidas generan supernovas que  arrojan una descomunal cantidad de materia al espacio interestelar. La explosión  determinó   la formación de un gigantesco disco de partículas que giraban en torno a un cuerpo gaseoso y casi central  donde se  formó el Sol.

Además de radiación electromagnética, el Sol emite un flujo continuo de partículas, el viento solar. Cuando su tranquilo fluir se ve interrumpido por una explosión en la atmósfera solar, en unos pocos segundos el Sol lanza al espacio millones de toneladas de partículas a grandes  velocidades. Estas explosiones pueden ser esporádicas o con una frecuencia diaria, en las fases más activas del Sol. El  impacto directo de estas partículas sobre la superficie terrestre provocaría  indudables daños a los seres vivos. Afortunadamente disponemos de una barrera de protección: el campo magnético terrestre. La Tierra tiene uno de los campos magnéticos más fuertes del Sistema Solar. Aproximadamente un 1 % de esas partículas logran penetrar en nuestra atmósfera a través de las regiones polares, donde la resistencia de esta barrera es menor. Las partículas solares se encuentran allí con los átomos de nuestra atmósfera y de su interacción resultan las espectaculares auroras. Sin embargo, al ir aumentando la densidad de la atmósfera las partículas van perdiendo energía con lo que los efectos en la superficie terrestre quedan muy debilitados. Sin embargo,  las partículas solares producen graves perturbaciones en las comunicaciones y en los sistemas de navegación, junto con problemas en los centros de distribución de energía eléctrica y los grandes oleoductos. Sus consecuencias económicas son importantes.

Durante un tiempo se pensó que la atmósfera y los océanos provenían, en su gran parte, del interior de la Tierra y que el agua y los gases habían sido expulsados en erupciones volcánicas cuando la Tierra estaba en plena formación. Actualmente, cada vez se tiene  más certeza  de que la atmósfera se creó cuando la Tierra ya se había formando completamente, gracias al impacto de cometas provenientes de más allá del Sistema Solar interior. Según los científicos, los gases volcánicos no pueden haber contribuido significativamente a la composición de la atmósfera terrestre. Los gases atmosféricos, y probablemente también los océanos, deben provenir de otra fuente distinta, posiblemente del último bombardeo meteorítico, que fue producido por objetos ricos en hielo y gases como los cometas.

Los estudios planetarios han revelado que los planetas rocosos estuvieron sujetos a un bombardeo masivo durante sus primeros 500-700 millones de años. Para confirmar esta hipótesis se están analizando muestras cometarias, capturadas por la misión de la NASA  Stardust  enviada en el año 2004 hacia el cometa Wild-2 y que regresó a la Tierra un año después. Hasta el momento,  las relaciones isotópicas de la atmósfera son distintas a las halladas en el interior de la Tierra, lo que indicaría que  ésta tuvo que formarse después, a partir de objetos provenientes de más allá del Sistema Solar interior. Los científicos tienen cada vez menos dudas de que "el agua llegó a la Tierra con los cometas".

Además, en el año 2001, el cometa LINEAR sorprendió a los astrónomos al romperse en pedazos cuando pasaba cerca del Sol. Las nuevas investigaciones basadas en datos obtenidos en esa oportunidad, muestran que el cometa estaba hecho de agua, con la misma composición isotópica que el agua que encontramos en la Tierra. El descubrimiento respalda la idea que los impactos cometarios ocurridos hace miles de millones de años atrás podrían haber traído la mayor parte del agua de los océanos terrestres.

El Cometa LINEAR aparentemente se formó cerca de la órbita de Júpiter, una zona del Sistema Solar donde el agua es más parecida a la de la Tierra. Los cometas nacidos cerca de Júpiter son hoy día escasos, debido a que la gravedad del planeta gigante los lanzó hacia el espacio interestelar  y hacia el interior del Sistema Solar hace mucho tiempo. Sin embargo, habrían sido muy numerosos en los tiempos de la formación del Sistema Solar.

Escenario para la vida

La vida en la Tierra apareció en los mares, hace unos  3.800 millones de años. En estos primeros tiempos la atmósfera primitiva carecía de oxígeno y estaba compuesta por amoniaco, metano, vapor de agua y monóxido y dióxido de carbono. No tenía ozono. Por lo tanto era transparente a la radiación ultravioleta que llegaba a la superficie de la Tierra. Todos los planetas del Sistema Solar estaban sujetos a frecuentes impactos de meteoritos y cometas. Los océanos eran poco profundos y la atmósfera aplastante. El vulcanismo era intenso así como las reacciones nucleares.

Durante todo ese tiempo, la vida primitiva se iba organizando y tal vez extinguiendo. Hasta que se dieron las condiciones como para que los seres vivos tuvieran una evolución continua.

Los primeros seres vivos fueron las bacterias. El efecto invernadero provocado por el dióxido de carbono y el flujo calórico del interior de la Tierra cooperaron con las condiciones básicas de la vida. Los primeros organismos eran anaeróbicos (vivían sin oxígeno). Las condiciones cambiantes del medio permitieron que algunas bacterias tomaran el carbono y produjeran oxígeno libre. Estas bacterias conocidas como cianobacterias, encontraron un ambiente propicio para multiplicarse y así multiplicar también la presencia de oxígeno modificando para siempre a la atmósfera. Se cree que el oxígeno es el producto de la mayor contaminación que haya sufrido nuestro planeta, un proceso que se inició hace alrededor de 2.700 millones de años. Cuando el nivel de oxígeno se incrementó por encima del 1 % del nivel actual, comenzó a formarse la capa de ozono. Este hecho fue determinante en la evolución de la vida pues la radiación ultravioleta que llegaba a la superficie fue disminuyendo y los organismos abandonaron el agua para poblar las tierras.

Recientes investigaciones han encontrado algunas posibles evidencias de que los cometas podrían también haber proporcionado moléculas orgánicas para el surgimiento de la vida. 

Un sistema en peligro

Vivimos en un planeta excepcional, quizás único en el Universo: la Tierra. Ese  punto azul que nos trasporta como una nave espacial,  tiene todo lo que necesitamos para vivir. Por eso es nuestro hogar. Aire, agua, tierras, vida, todo interactuando. ¡Y en magnífico equilibrio! Un equilibrio a escala planetaria, un armonioso mundo impulsado por la energía de una estrella a 150 millones de kilómetros.
Y sin embargo, una de las últimas especies en aparecer sobre el planeta, nosotros, los humanos, con nuestra forma de vida moderna, estamos poniendo en juego el futuro de la Tierra. El más urgente de los desafíos es el cambio climático, acelerado más allá de su ritmo natural por un calentamiento de origen antrópico, que fuera anticipado a principios de 1900 por el sueco premio Nobel Svante Arrhenius. Él atribuyó el aumento de temperatura del planeta al incremento del dióxido de carbono atmosférico producido por uso masivo del carbón como combustible.

En la actualidad, la vida moderna  inyecta cantidades de CO2 a la atmósfera como consecuencia de la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Esto sucede a una escala temporal tan rápida que los sumideros naturales (los océanos y la biosfera) no pueden absorber el gas al mismo ritmo. La consecuencia es un calentamiento global del planeta y otras perturbaciones en el clima que se intensificarán a lo largo de este siglo. Estamos utilizando en nuestra contra una barrera de protección climática, y las consecuencias van a afectar sobre todo a los seres vivos.

Pero, el gran cambio global del planeta es el producido por el crecimiento demográfico, económico y tecnológico de los últimos años. Las grandes urbanizaciones modifican de manera significativa el espacio territorial. Las crecientes demandas de alimentos, de agua, de minerales y de energía  pone en evidencia la escasez global de los recursos naturales.

Se necesita que  modifiquemos conductas individuales y colectivas.

Hagamos algo,  antes de que sea demasiado tarde.