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¿ Estamos solos ?
David Pérez |
© Grupo Astronómico Silos,
2004 |
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Uno de los frentes de batalla más
apasionantes que ha iniciado la ciencia los últimos años es la búsqueda de
vida extraterrestre. Dentro de nuestra galaxia hay 10.000 millones de
estrellas. Los telescopios de última generación están apuntando a muchas
de esas estrellas, las más cercanas, y descubriendo planetas orbitando a
su alrededor. Si bien todos los encontrados hasta ahora (más de cien) son
planetas gigantes como Júpiter, son una prueba esencial de que nuestro
Sistema Solar no es producto de un capricho divino. Podemos suponer ya que
existen ahí fuera múltiples y variados sistemas planetarios, y no sería
descabellado pensar que hubiera vida en alguno de ellos, y porqué no, vida
inteligente. Todo este razonamiento, que nos ha llevado a pensar en la
existencia de civilizaciones extraterrestres inteligentes, es sólo eso,
una suposición. Nada nos inclina a pensar que no sea así, pero falta mucho
por andar. Acabamos de empezar a buscar. A diferencia de otras corrientes
como la ufología, la ciencia se basa en el razonamiento, no especula, pero
es imparable porque se apoya en ella misma para avanzar y lograr metas.
Para esta causa ha comprometido a múltiples especialistas: químicos,
astrónomos, astrofísicos, geólogos, biólogos, cosmólogos... y los ha
integrado en una nueva rama, la Astrobiología. Para responder a la
pregunta de ¿estamos solos?, la astrobiología estudia varios frentes. El
primero de ellos, esencial, es descifrar cómo se origina la vida, qué
condiciones y parámetros son los adecuados para que esta surja y
evolucione. Y el único lugar donde, de momento, se puede estudiar el
fenómeno de la vida es en la Tierra. |
El origen de la vida en la
Tierra
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A la dcha: agua_puente_hidrogeno: enlace molecular de puente de hidrógeno.
A la izq.: estructura_hielo: las moléculas de
agua se reordenan para formar el cristal de hielo.
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Se tiene la certeza de que la vida apareció en la Tierra hace 4.000 millones de años, cuando esta era muy joven, y geológicamente muy activa y caliente. La atmósfera de aquel entonces era rica en CO2 , nitrógeno, y no tenía oxígeno. Los geólogos, especialistas en extraer muchísima información de las piedras, tienen grandes dificultades para profundizar en el estudio de aquella época, porque no hay piedras en la corteza terrestre que hayan sobrevivido para contarlo. Este es un planeta geológicamente vivo, que ha cambiado la piel y borrado cualquier pista de su pasado, de sus primeros 3.000 millones de años. Las rocas más antiguas que se pueden encontrar sólo tienen 1.500 millones de años.
Pero, ¿cómo calculan los geólogos la edad de una piedra?. Pues a través de unos isótopos radiactivos que contienen muchos minerales. Con el paso de los años estos isótopos se van descomponiendo, y la piedra emite cada vez menos radiactividad (siempre en unas cantidades ridículas). En este momento se están formando, por ejemplo, rocas nuevas en coladas volcánicas de Islandia, en las dorsales oceánicas, y en los deltas de los ríos, donde los compuestos se descomponen y se enlazan de nuevo formando otros minerales.
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Nebulosa Orión: En las
nebulosas, donde nacen las estrellas, se ha detectado la presencia
de hielo amorfo y de química orgánica disuelta en
él. | |
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Para explicar qué le sucedió a nuestro planeta en su juventud hay que preguntar a los especialistas en el Sistema solar. Cuando se formó el Sistema Solar, hace 4.500 millones de años, un 99% de la materia se acumuló en el centro formando el Sol, y el 1% restante se quedó suspendido orbitando alrededor de él. Esos minúsculos restos se fueron agrupando en planetas y otros cuerpos menores. Veámoslo con más detalle: Por un lado, estaban los planetas gaseosos, 4 enormes globos de gas con una composición similar a la del Sol (hidrógeno y helio principalmente). Por otro los 4 planetas rocosos, situados en órbitas cercanas al Sol. Y finalmente, millones de cuerpos menores, los cometas y asteroides. Hay 45.000 asteroides solo entre Marte y Júpiter, en el llamado cinturón de asteroides. Más allá de Neptuno se encuentra la nube de Oort, una amplísima zona por la que vagan millones de cuerpos helados, sobre todo cometas. Bien, pues los primeros cuerpos que se enfriaron y murieron geológicamente fueron los más pequeños, los cometas y asteroides. Sus rocas tienen la edad del Sistema Solar, 4.500 millones de años. La siguiente etapa reseñable fue la del Gran Bombardeo, hace 3.800 millones de años. Grandes asteroides y cometas impactaron la Tierra, impactos muchísimo más violentos que el que hace 65 millones de años provocó la extinción de los dinosaurios. ¿Aquellos cometas que se cruzaron con la Tierra pudieron traer los componentes a partir de los cuales se originó la vida?. Es posible. La sonda Giotto se acercó al cometa Halley, analizó su composición, y uno de los descubrimientos fue que, en relación a compuestos químicos, los seres vivos y los cometas coincidimos en un 98%. Pero entonces, si sumamos la cantidad de carbono y de agua que hay en la Tierra, y suponemos que son de procedencia cometaria, ¡debió haber miles de impactos de cometas en aquella etapa primordial!
¿Y cómo se origina la vida?. Eso no lo sabemos todavía, aunque sí hay un acuerdo generalizado en pensar que surge a partir de 3 ingredientes: carbono, una fuente de energía, y agua.
Carbono
No hay otro elemento de la tabla periódica que tenga tanta facilidad para montar largas cadenas de moléculas, y tan variadas. Las millones de especies que pueblan y han poblado la Tierra se basan TODAS en la química del carbono.
Fuente de energía
Allí donde se forma vida, debe haber una fuente de energía generosa que la sustente y alimente. Esta puede proceder de la radiación de un cuerpo lejano como el Sol, o del calor emitido internamente por un planeta.
Agua
Muchas de las excepcionales propiedades del agua le hacen un compuesto único en el Universo, e imprescindible para la vida. Recordemos que somos un 80% agua. Veamos algunas de sus características:
El enlace: Los átomos de hidrógeno están unidos al átomo de oxígeno mediante un enlace covalente, es decir, comparten sus electrones (hasta aquí nada nuevo). Pero sucede que el oxígeno atrae con más intensidad a los electrones que el hidrógeno, y hace que la distribución de carga sea asimétrica, le da polaridad a la molécula. Esa polaridad permite un enlace entre moléculas, llamado puente de hidrógeno. Es un enlace muy débil. En estado líquido, estos puentes están en constante recombinación, se rompen y se vuelven a formar, dándole esa estructura de fluido estable y esa facilidad para disolver otras moléculas (incluso orgánicas). Si no fuera por esa polaridad, el agua sería un gas muy difícil de licuar y no disolvería nada.
El hielo amorfo: En estado sólido, sin
embargo, su estructura intermolecular es cristalina y ordenada. Eso
es así salvo en el caso del hielo amorfo, donde el agua ha sufrido
un enfriado tan brusco que no le ha dado tiempo a las moléculas a
recombinarse. | |
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Cometa: Los cometas pueden ser
los portadores de la semilla de la vida | |
Bien, pues en las nubes de gas
y polvo, donde luego nacen estrellas, se han detectado más de 100
com-puestos orgánicos basados en el carbono y el nitrógeno, y
también agua. Agua en forma de hielo amorfo (dadas las bajísimas
temperaturas) que no le dio tiempo a redistribuir su moléculas y
contiene por tanto esas moléculas orgánicas en su interior,
'disueltas' en el hielo. ¿Y qué son los cometas?. Pues son grandes
masas de hielo amorfo, hielo amorfo con frágiles moléculas orgánicas
conviviendo entre las moléculas de agua, protegidas así del hostil
ambiente exterior. Algunos de esos cometas impactaron con la Tierra.
El hielo amorfo que sobrevivió al impacto se fue derritiendo poco a
poco, pasando por la fase de hielo cristalizado, el ordinario (entre
-70°C y 0°C), y en la que los compuestos orgánicos fueron
delicadamente expulsados (el hielo cristalino no es disolvente). De
esa forma, algunas moléculas orgánicas sobrevivieron al viaje y al
impacto con el planeta, y se encontraron de pronto en un medio que
quizás no les era demasiado hostil. Por tanto, repito, es posible
que la semilla de la vida la trajeran los cometas.
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Búsqueda de vida en el Sistema
Solar |
Un paso trascendental para confirmar esta teoría sería encontrar restos de vida primitiva fuera de la Tierra. Aquellos cometas que trajeron tanta riqueza a la Tierra también impactaron en otros planetas, en Marte, Venus, etc. Así que un frente de investigación muy importante es buscar una prueba, aunque sea en forma fósil, de vida en otros puntos del Sistema Solar.
Los astrobiólogos han
repasado los cuerpos del Sistema Solar y han hecho sus cálculos.
Aparte de en la Tierra, ¿dónde se cumplen las 3 condiciones para la
formación de vida?. | |
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Europa: Europa podría esconder
un océano de agua líquida en su interior. | |
Mercurio
Los astrobiólogos descartan cualquier posibilidad de haber vida.
Los gigantes
gaseosos
Están formados por elementos que aquí en la Tierra son gases, pero allí hace mucho frío, el Sol está muy muy lejos, y se encuentran en otros estados. Hay carbono y agua en estado sólido, pero falta una fuente de energía.
Venus
Venus es muy peculiar. En principio, por su tamaño y su distancia al Sol, sería el candidato n° 1. Pero es un planeta con una atmósfera corrosiva, cubierta permanentemente por densas nubes de ácido sulfúrico, y el efecto invernadero provoca que se alcancen temperaturas superiores a los 500 °C.
Europa
Europa es un satélite de Júpiter muy curioso.
Aparentemente se trata de una bola de hielo sucio, procedente con
casi total seguridad de cometas como los que poblaron la Tierra de
la química orgánica. Analizadas las imágenes obtenidas por las
Voyager 1 y 2, se aprecian grietas selladas, prueba de que a una
profundidad desconocida hay agua líquida. ¿Podría haber vida en ese
océano oculto?. En la Antártida, junto a la estación de
investigación Vostok y bajo una capa de hielo de varios kilómetros,
se encuentra un pequeño mar, aislado completamente de cualquier
agente externo desde hace más de 3.000 millones de años. Existe un
proyecto internacional, en el que colabora el centro español de
Astrobilogía, que consiste en construir un robot que vaya
derritiendo el hielo e introduciéndose hasta el fondo, de manera que
nunca haya una contaminación exterior de ese ecosistema virgen. Una
vez alcanzado el mar, el robot se transformará en hidrobot y
buceará, enviando información al exterior. El resultado que se
obtenga será fundamental para afrontar un proyecto espacial muy
complejo: realizar el mismo experimento en el océano oculto del
satélite Europa. | |
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A la dcha: Lago vostok: el lago Vostok en la Antártida tiene una capa de hielo de 4 km de espesor.
A la izq.:
Atmósfera Titán:Las Voyager sobrevolaron Titán y detectaron su
atmósfera. | |
Titán
Se trata de otro satélite muy interesante, esta vez de Saturno. Las sondas Voyager detectaron una atmósfera rica en nitrógeno y moléculas orgánicas como el metano. Los geólogos creen que Titán presenta ahora unas condiciones ambientales similares a las que pudo tener la Tierra hace 3.500 millones de años, cuando surgió la vida. La sonda Galileo llegará a Saturno el año que viene y dejará caer sobre Titán una pequeñita sonda fabricada por la Agencia Espacial Europea, llamada Huygens. Esta enviará durante 35 minutos información sobre la composición de la atmósfera y de la superficie.
Marte
Es posiblemente el lugar donde más cerca estamos de encontrar vida, o señales fósiles de ella. Disponemos de piedras marcianas recogidas en la Antártida, meteoritos procedentes de Marte, con una antigüedad de 1.400 millones de años. Se han analizado minúsculas cantidades de agua encontrada, y muestran una concentración de deuterio 5 veces superior al agua terrestre. Sólo se pueden conseguir niveles similares de este isótopo mediante evaporación de grandes extensiones de agua. Al deuterio le cuesta evaporarse y tiende a concentrarse en el residuo. Podría ser una demostración de la hipotética evaporación de grandes masa de agua líquida en Marte. El testimonio de la primitiva existencia de océanos. Y en esos océanos pudo haber vida.
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Vida en otras estrellas |
El otro gran frente de investigación es la búsqueda de planetas fuera del Sistema Solar con características similares al nuestro. Que pueda haber vida orbitando alrededor de otras estrellas podía ser bastante probable, habida cuenta que se han analizado las nubes de gas y polvo de algunas nebulosas, lugar donde nacen las es-trellas, y contienen agua y química orgánica. Un paso más sería encontrar planetas del tamaño de la Tierra y si-tuados en la ecosfera de su estrella, es decir, a una distancia en la que el agua sobre la superficie podría estar en estado líquido
Por el momento estas 'Tierras' todavía están fuera de nuestro alcance tecnológico. Para hallar planetas de otras estrellas se estudia la estrella en sí, que es la única fuente de información que nos llega. Se estudia su luz. Como os podéis imaginar, son técnicas muy complejas y en las que hay que hilar muy fino, eliminar cualquier tipo de interferencia, etc. Las 2 técnicas más utilizadas son: el método de las velocidades radiales, que estudia el espectro de luz de la estrella, y el método de los tránsitos planetarios, que estudia la variación de luz aparente de la estrella (por efecto del transito por delante del planeta). Una periodicidad de años y una curva de variabilidad muy cuadrada son síntomas de que la variación es producto del tránsito de un planeta.
En 2007 la NASA tenía
previsto lanzar la misión Kepler. Se trata de un telescopio capaz de
detectar planetas como la Tierra. Estudiará posibles tránsitos
planetarios en 100.000 estrellas. Llevará 42 cámaras CCD y un espejo
primario de 1,4 metros de diámetro. | |
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Iceberg: la menor densidad del
hielo permite que bajo los lagos helados haya agua en estado
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Un poco antes, en 2005, la
Agencia espacial Europea pondrá en órbita el telescopio Corot. Su
misión original consistirá en estudiar cualquier mínima variación de
luz de las estrellas (hará prospección de estrellas variables que
somos incapaces de detectar desde la Tierra), y donde están
incluidos tránsitos planetarios. Cuatro cámaras CCD recogerán toda
la información y la enviarán a dos puntos de recepción situados en
Natal (Brasil) y Villafranca (España). Se estudiarán unas 60.000
estrellas. | |
Teorías y reflexiones finales
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Pero, ¿y si es verdad que estamos solos?. Nunca podremos afirmar tal cosa.
Vamos a exponer brevemente diversas teorías sobre el origen de la vida en la Tierra:
Teológica. Fuimos hechos a imagen y semejanza de un Dios todopoderoso. Este ha sido el argumento más difundido en los dos últimos milenios, y el que más interpretaciones ha suscitado. La ciencia no comparte este razonamiento, que además oculta un cierto egocentrismo frente a las demás especies naturales. Las creencias religiosas en general son una parte de la evolución humana que estamos destinados a superar.
Casuística. La vida es algo tan complicado e improbable, que surgió simplemente por casualidad, por accidente, y no se puede haber repetido en ningún otro lugar del Universo.
El principio
antrópico. Esta es una corriente científica defendida por un porcentaje muy pequeño de científicos (de creencias conservadoras). Para ellos el hombre existe gracias a que la constante gravitacional es exactamente la que es, y la masa del electrón la que es, la masa del protón, la constante de Plank, ... Variando levemente cualquiera de estas constantes no se habrían dado los condicionantes para la vida. Esos valores tan 'bien elegidos' son obra de un Creador.
La mayoría de los
científicos defienden la teoría emergente. Esta teoría viene a
decir que existe un patrón preestablecido, en el que los niveles de
organización son cada vez más complejos. La materia ha pasado de
agruparse en átomos simples de hidrógeno y helio, durante los
primeros tiempos del Universo, a desarrollar una tabla de elementos
químicos muy diversos. Ahí encontramos un salto de nivel. Esos
elementos se enlazan formando moléculas, y se obtienen entonces
propiedades nuevas de la materia. Un nuevo salto. El siguiente salto
fue alcanzar el nivel biológico. La evolución de las especies, la
interrelación entre ellas, etc. El siguiente se está produciendo
ahora en la Tierra. Se trata del salto a un nivel ético-intelectual
de la especie humana. Una transición que dura desde que el hombre
utiliza la escritura, principal instrumento del saber, y terminará
cuando los seres humanos dejemos de ser un caldo caótico y
desorganizado, cuando se cristalice esa macromolécula en la que
todos formemos parte, sin ideologías enfrentadas, con un sistema
óptimo de gestión de los recursos, en la era del bienestar, ... pero
todavía pueden pasar muchos cientos de años.
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Meteorito marciano: Este
meteorito, encontrado en la Antártida, procede de Marte.
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