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La biosfera ha fabricado siempre su propio protector solar
Alberto González Fairén

A lo largo de la historia de la Tierra, la biosfera ha inventado diversos sistemas para protegerse de la radiación ultravioleta del sol.
a atmósfera actual de la Tierra contiene un 21% de oxígeno, y la radiación solar induce la reacción de las moléculas de oxígeno para producir ozono, hasta los niveles actuales del 0.01%. En la estratosfera, el ozono forma una capa que es capaz de bloquear la radiación ultravioleta del sol, perjudicial para los procesos biológicos (Figura 1). Sin embargo, la Tierra primitiva carecía de capa de ozono, ya que la concentración de oxígeno era mínima. Por lo tanto, la radiación ultravioleta llegaba hasta la superficie, y aún así la vida surgió en nuestro planeta.

Un equipo de geomicrobiólogos liderado por Tina Gauger, de la Universidad de Tübingen, publicó el pasado octubre los resultados de sus investigaciones con ciertos grupos de bacterias oxidantes del hierro. Estas bacterias usan la luz del sol y se alimentan de hierro disuelto; pero, al contrario que otras plantas y bacterias, el oxígeno que producen fotosintéticamente no es liberado al ambiente, sino que lo emplean en oxidar minerales de hierro. Estos minerales de hierro tienen la capacidad de absorber la radiación ultravioleta. Por lo tanto, las bacterias usan la parte visible del espectro lumínico para llevar a cabo la fotosíntesis, y después emplean el oxígeno para oxidar minerales de hierro, que usarán finalmente para protegerse de la radiación ultravioleta.
La capa de ozono bloquea la radiación UV-C...
Figura 1: La capa de ozono bloquea la radiación UV-C. (Unirioja)

El hierro necesario para este proceso era mucho más abundante en los océanos primitivos que en los modernos, y la actividad de bacterias oxidantes del hierro está registrada en forma de enormes depósitos de hierro bandeado, las mayores reservas de hierro de la Tierra (Figura 2). Por lo tanto, ciertas colonias bacterianas primitivas eran capaces de fabricar su propio protector solar, hace entre 3 y 4 billones de años.

En otro estudio publicado en noviembre, un grupo de astrónomos liderado por Giada Arney, de la Universidad de Washington, propuso que la Tierra primitiva, hace unos 2.5 billones de años, se cubría temporalmente y de forma intermitente por una niebla anaranjada. Esta niebla era producida por la ruptura de moléculas de metano en la atmósfera por efecto de la radiación solar, formando hidrocarburos.

El grupo de Arney usó simulaciones fotoquímicas y climáticas para analizar las partículas suspendidas en la atmósfera. Estas partículas no serían esféricas (la morfología que se ha usado tradicionalmente para las simulaciones climáticas), sino que se trataría de agregados de partículas similares a racimos de uvas, pero más pequeños que una gota de agua. La niebla así formada tendría la capacidad de reducir notablemente la temperatura de la superficie, compensando el calentamiento que producirían los gases atmosféricos (metano y vapor de agua, principalmente). La niebla también absorbería la radiación ultravioleta, protegiendo a la incipiente biosfera, mucho antes de la acumulación de oxígeno (y ozono) en la atmósfera.

Hierro bandeado...
Figura 2: Hierro bandeado. (Michael Vanden Berg) Click para ampliar!
Un aspecto interesante de esta investigación es que sugiere que la niebla tendría su origen en procesos biológicos de producción de metano. Por lo tanto, los seres vivos habrían sido capaces de fabricar un nuevo protector solar, en este caso a nivel global, planetario. Vista desde lejos, la Tierra parecería “un punto naranja pálido”, y tal vez sea éste el aspecto que presenten potenciales mundos habitados o habitables en torno a otras estrellas (Figura 3).

Finalmente, los niveles de oxígeno subieron en la atmósfera terrestre, y con el oxígeno se formó la capa de ozono que nos protege hoy a todos los seres vivos de la radiación ultravioleta. Una investigación publicada también en noviembre por un grupo de geólogos liderado por Brian Kendall, de la Universidad de Waterloo, ha servido para verificar la hipótesis clásica de que el incremento de la concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre tuvo su origen en la actividad de cianobacterias fotosintéticas.

Los resultados del grupo de Kendall sugieren que la oxigenación de la Tierra fue un proceso complejo, que comenzó hace 2.5 billones de años y que progresó de forma intermitente: durante unos 100 millones de años, colonias de cianobacterias que habitaban los océanos someros al comienzo del Paleoproterozoico inyectaron cantidades variables de oxígeno en la atmósfera, hasta alcanzar los niveles actuales hace unos 2.400 millones de años. En ese momento, la concentración de oxígeno en la atmósfera se estabilizó definitivamente. Este último experimento de fabricación de un protector solar para y por la biosfera ha tenido un éxito notable, y ha estado presente en la Tierra durante más de dos billones de años.
Titán, el satélite de Saturno, está cubierto de niebla...
Figura 3: Titán, el satélite de Saturno, está cubierto de niebla anaranjada, en este caso de origen abiótico. (NASA) Click para ampliar!
 
 
Madrid, España, 04 de Enero de 2016.
 
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