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¿Cuánto tiempo va a seguir siendo habitable la Tierra?
Alberto González Fairén

Dos artículos publicados en septiembre de este año analizan las zonas de habitabilidad en torno a estrellas. Los autores aplican sus modelos a varios mundos del Sistema Solar, incluida la Tierra, y a planetas extrasolares. El análisis de estos dos trabajos confirma que este es un problema lejos aún de estar resuelto.
n su definición clásica, la zona de habitabilidad en torno a una estrella es el área en la que un planeta en órbita de esa estrella puede tener agua líquida en su superficie (Figura 1): demasiado lejos de la estrella, el agua en superficie se congela; demasiado cerca, el calor transforma el agua líquida en vapor y se escapa al espacio. Las zonas de habitabilidad no son estáticas: la luminosidad de las estrellas aumenta a medida que su composición evoluciona, empujando la zona de habitabilidad hacia el exterior del sistema. Por ejemplo, la zona de habitabilidad de la Tierra se aleja del Sol a una velocidad aproximada de 1 metro por año.

El cálculo de la posición y duración de la zona de habitabilidad en torno a estrellas depende de multitud de factores, y no tiene una solución única y sencilla. El elemento fundamental es la composición, el volumen y la dinámica de la atmósfera. De hecho, los modelos numéricos actuales permiten fabricar en teoría un planeta habitable en la órbita de Venus, y un planeta no habitable en la órbita de la Tierra. Dos nuevos trabajos reanalizan este viejo problema.
Zona de habitabilidad en torno a estrellas...
Figura 1: Zona de habitabilidad en torno a estrellas según su temperatura. (NASA/Misión Kepler/D. Berry) Click para ampliar!
La primera investigación, firmada por Andrew Rushby (University of East Anglia) y sus colaboradores, sugiere que el tiempo total de la Tierra dentro de la zona de habitabilidad del Sol debe ser de entre 6300 y 7800 millones de años, lo que implica que a nuestro planeta aún le queda aproximadamente un 30% de su vida como mundo habitable. Es decir, que la Tierra dejará de ser habitable dentro de unos 1750 millones de años. Según los cálculos del equipo de Rushby, Venus fue habitable durante 1300 millones de años al principio de su historia. El caso de Marte lo tratan únicamente de forma marginal, limitándose a señalar que su baja presión atmosférica y su escasa energía interna no serán suficientes para promover condiciones habitables en la superficie marciana cuando el límite exterior de la zona de habitabilidad del Sol alcance su órbita. Sin embargo, estos resultados, y en realidad el concepto clásico de zona de habitabilidad, son incapaces de explicar la multitud de evidencias que prueban sin lugar a dudas la existencia de agua líquida sobre la superficie de Marte en el pasado (Figura 2).
Sedimentos rocosos depositados...
Figura 2: Sedimentos rocosos depositados por corrientes rápidas de agua en Marte (izquierda, imagen del rover Curiosity) y en la Tierra (derecha). (NASA/JPL) Click para ampliar!
El método de Rushby y colaboradores también permite identificar planetas fuera del Sistema Solar con largos periodos de habitabilidad, que serían, en principio, los lugares más propicios para buscar vida. De hecho, sus resultados confirman que algunos planetas tienen un tiempo de residencia extraordinariamente prolongado dentro de las zonas de habitabilidad de sus estrellas, llegando hasta 42000 millones de años en el caso de planetas formados cerca del límite exterior de la zona de habitabilidad de estrellas poco masivas y muy longevas.
El segundo trabajo, liderado por Sean McMahon, de la Universidad de Aberdeen, intenta extender el concepto de zona de habitabilidad para planetas alrededor de una estrella a la subsuperficie de esos planetas. De hecho, la vida en la Tierra no está restringida a la superficie, y en realidad la corteza está habitada hasta a varios kilómetros de profundidad (Figura 3). Además, la energía interna de los planetas puede contribuir a mantener el agua en estado líquido en sus subsuperficies, posibilitando que sean habitables en órbitas alrededor de sus estrellas bastante alejadas de los límites convencionales de las zonas de habitabilidad.
Testigos extraídos a gran profundidad...
Figura 3: Testigos extraídos a gran profundidad en Death Valley (California), para verificar la existencia de comunidades microbianas subterráneas.
(“Life Underground”/R. Friese/J. Amend) Click para ampliar!
McMahon y sus colaboradores enfatizan el hecho de que el ejemplo de nuestro Sistema Solar sugiere que la mayoría de planetas en el Universo deben estar fuera de los límites clásicos de la zona de habitabilidad de sus estrellas. Además, la habitabilidad de las superficies planetarias puede verse seriamente comprometida por la radiación cósmica y estelar, y por la presencia de atmósferas corrosivas (como en el caso de Venus, Figura 4), mientras que la subsuperficie se encontraría siempre protegida. Por lo tanto, concluyen, los entornos habitables en planetas extrasolares deben ser mucho más comunes bajo las superficies planetarias. Y esto genera un problema para su identificación, ya que esas posibles biosferas situadas a kilómetros de profundidad en planetas extrasolares tendrán muy limitada su capacidad para producir indicadores biológicos de su presencia que nosotros podamos detectar. En definitiva, los planetas con superficies habitadas pueden ser escasos, pero su identificación podría ser inmediata; por el contrario, los planetas habitados en sus subsuperficies deben ser mucho más numerosos, pero también mucho más difíciles de identificar. En cualquiera de los dos casos, la química atmosférica se perfila como el objetivo principal a investigar en la búsqueda de planetas habitados.
Presiones y temperaturas en la superficie de Venus
Figura 4: Presiones y temperaturas en la superficie de Venus. (UCAR) Click para ampliar!
 
 
Ithaca (New York), EEUU, 05 de Octubre de 2013.
 
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