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Impactos cometarios y evolución
Alberto González Fairén
El papel que cometas y asteroides han representado como promotores de la evolución de la vida sobre la Tierra ha sido determinante. El origen de las grandes extinciones de la historia de la vida ha sido muy discutido, pero en todos los casos podría tratarse de impactos de cuerpos celestes. De hecho, ya es posible determinar el origen de algunos de los meteoritos que han causado tales crisis. El papel de Júpiter como escudo protector frente a los impactores también ha sido reevaluado recientemente.
a evolución biológica está sometida a profundas crisis, cinco de las cuales han sido especialmente devastadoras: las que marcan el final del Ordovícico, Devónico, Pérmico, Triásico y Cretácico (Figura 1). Después de la colisión de un cometa o un meteorito se producen gigantescos incendios, y la atmósfera queda saturada de polvo y gas, que bloquean la luz del Sol durante semanas o meses; entonces, la Tierra se enfría dramáticamente, con lo que los glaciares alcanzan latitudes medias y el nivel del mar desciende de forma acusada. En los últimos años, una ingente cantidad de datos ha servido para verificar la presencia de grandes impactos contra la Tierra en el origen de algunas de las más importantes extinciones en masa de la historia de la vida.
Evolución biológica
Figura 1: Las flechas rojas indican las cinco grandes extinciones de la historia de la vida. (J. Sepkosky)
Una gran extinción masiva (en realidad, la segunda más profunda de la historia de la vida fanerozoica) marca el final del periodo Ordovícico, una época de profunda diversificación de las comunidades marinas. El final del Devónico conoció la desaparición de cerca del 70% de todas las especies de la Tierra. El registro estratigráfico revela una secuencia de hasta 18 cambios notables en el nivel del mar en unos pocos millones de años, que afectarían definitivamente a la diversidad biológica. Es posible que en el origen de estos fenómenos se encuentre un gran impacto en el lago Taihu, lo que hoy es el sur de China. También en el límite estratigráfico entre el Pérmico y el Triásico, momento que registró la extinción de cerca del 85% de todos los organismos pluricelulares de la Tierra, ha aparecido una concentración inusual de fullerenos, moléculas orgánicas complejas de más de 60 átomos de carbono que esconden en su interior gases nobles, y que indican el impacto de un cuerpo de grandes proporciones contra el planeta. Sin embargo, los impactos cometarios o meteoríticos, que ocasionan grandes perturbaciones sobre la continuidad dinástica de algunos grupos de seres vivos, pueden ser un fuerte promotor evolutivo para otros: un gran impacto pudo estar implicado en el origen de la rápida expansión de algunos dinosaurios y de los helechos arborescentes al final del Triásico, hace 200 millones de años. La caída de un asteroide de unos 15 km de diámetro en el Golfo de México al final del Cretácico provocó una nueva extinción masiva, que acabó con el 70% de las especies que habitaban entonces la Tierra, incluidos los dinosaurios.

El origen del impacto del final del Cretácico ha sido determinado recientemente. El grupo de William Bottke, del Southwest Research Institute de Colorado, ha descubierto que la ruptura catastrófica del cuerpo parental de la familia de asteroides Baptistina formó una nube de fragmentos hace unos 160 millones de años. El asteroide inicial era una condrita carbonácea de 170 kilómetros de diámetro, orbitando en el interior del cinturón de asteroides. Los fragmentos generados se desplazaron hasta órbitas de colisión con los mundos interiores. De hecho, la tasa de impactos sobre la Tierra (medida en cratones estables de Europa, Norteamérica y Australia) y la Luna parece relativamente constante durante los últimos 3.000 millones de años, aunque los impactos de objetos de tamaño kilométrico se han incrementado en un factor 2 durante los últimos 100 millones de años (Figura 2). Esta lluvia de asteroides es la fuente más probable del impacto de Chicxulub en el Golfo de México. De igual forma, el origen de las familias de asteroides Vesta y Flora puede estar en procesos similares, sucedidos hace de 200 a 500 millones de años.
Tasa de impacto de fragmentos...
Figura 2: Tasa de impacto de fragmentos de Baptistina de diferentes diámetros sobre Venus, la Tierra y Marte. (Bottke et al., 2007)
Por otro lado, tanto la ciencia popular como la académica han avalado siempre la idea de que Júpiter ha actuado como un escudo celestial, reduciendo la tasa de impactos sobre la Tierra y los demás planetas del Sistema Solar interior, permitiendo que nuestro mundo sea un lugar significativamente más seguro para la evolución y la supervivencia de la vida. Pero esta vieja idea no ha sido demostrada de forma convincente. De hecho, el equipo de Jonathan Horner, de Open University, ha examinado la variación en la tasa de impacto sobre la Tierra de los Centauros, la población parental de la familia de cometas de Júpiter, cometas que se cree que tienen su origen en el cinturón de Edgeworth-Kuiper, una vasta población de cuerpos helados orbitando más allá de Neptuno. Algunos centauros famosos son el cometa Wild 2, que analizó la sonda Stardust en enero de 2004 (Figura 3), o el cometa Shoemaker-Levy, que colisionó con Júpiter deshaciéndose en fragmentos en julio de 1994 (Figura 4). Los centauros están controlados gravitatoriamente por el gigante gaseoso y tienen un periodo orbital de menos de 20 años. Todos los estudios previos sobre el efecto de Júpiter en la tasa de bombardeo sobre la Tierra se habían realizado sobre cometas de periodo orbital mucho más largo.
Cometa Wild 2
Figura 3: Estructura del cometa Wild 2. (NASA/JPL) Click para ampliar!
Cometa Shoemaker-Levy
Figura 4: Imagen del telescopio espacial Hubble que muestra la cadena de 21 fragmentos en que se descompuso el cometa Shoemaker-Levy el 17 de mayo de 1994, antes de impactar con Júpiter. (H.A. Weaver, T. E. Smith, Space Telescope Science Institute, NASA) Click para ampliar!
El estudio se efectuó desarrollando un modelo informático que simulaba las órbitas de 100.000 centauros durante 10 millones de años, en cinco escenarios diferentes: uno con un planeta de la masa de Júpiter, el siguiente con un mundo de masa 75% la de Júpiter, otro con un planeta la mitad de masivo, otro con un cuarto de la masa de Júpiter, y finalmente otro sin el planeta. Los resultados demostraron que la presencia o ausencia de un cuerpo de la masa de Júpiter no reduce significativamente la tasa de impacto de los Centauros sobre los mundos interiores. Sin embargo, en los casos intermedios, ante la presencia de cuerpos de la masa de Saturno, la tasa de impacto se incrementaba notablemente. Esto es debido a que una masa como la de Saturno es lo suficientemente determinante como para ser capaz de inyectar cometas hacia el interior del sistema planetario, pero no lo bastante como para eyectarlos fuera del Sistema Solar. Como consecuencia, el número de objetos en órbita aumenta, y también lo hace el número de impactos. Una masa como la de Júpiter sí es capaz de eyectar cometas al exterior del sistema. El grupo de Horner está analizando ahora el efecto de los planetas gigantes sobre las órbitas de los cometas de largo periodo y los asteroides.
 
 
San Francisco (California), EEUU, 06 de Octubre de 2007.
 
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