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¿Saboreamos cometas en el agua?
Josep Emili Arias
cel_ras@hotmail.com
Este artículo versa sobre las dos teorías existentes acerca de la generación de los océanos terrestres. La clásica tesis de los geólogos, la que aprendimos en el colegio, enfrentada a la más innovadora tesis de los astrónomos.
Corporativismo disciplinar
De entrada, permitid este largo inciso de opinión. Tanto la lectura como
la divulgación de la ciencia me han dado la oportunidad de conocer un
poco mejor el cuarto trastero de la ciencia. En donde el llamado método
científico, el dogma supremo de toda razón y ciencia, no siempre
es aplicado concienzudamente por el propio científico. Pues el debate
y el disentimiento entre diferentes disciplinas científicas sobre una
misma causa o fenomenológica crea, en ocasiones, cierta tendencia a que
el científico maquille y sesgue el método científico con
intención de acomodar resultados a su línea de investigación
corporativista, o digamos, más bien, hacia su rama científica.
Por supuesto que no hay que suprimir el debate multidisciplinar en la investigación
científica. Es más, en ciencia, el consenso científico
no tiene porque ser algo imperativo. Ahora bien, pondré sólo dos
ejemplos de esta tendenciosidad corporativista: Los microbiólogos mantienen
un duro debate con los biólogos para que sus virus sean catalogados como
vida. Aquí, los microbiólogos, motivados con la única intención
de llevarse el gato al agua, rechazan el insultante apelativo de cuasi-especie
para sus virus, aun siendo conocedores que los virus no cumplen dos premisas
fundamentales para ser homologados como vida. No obstante, bien es cierto, que
a lo mejor habría que reconsiderar las tres premisas con las que actualmente
definimos la intangible vida. Pero esto ya sería otro debate. Pues no
es lo mismo determinar la propiedad reproductora, diciendo: "...que posea
su propia maquinaria molecular replicadora", que simplemente decir: "...que
tenga la facultad de replicarse". Otro debate que puede resulta tendencioso
es el propio motivo de este artículo: La génesis de nuestros océanos.
Las moléculas de agua, ¿fueron sintetizadas en el mismo protoplaneta
o fue la herencia posterior del continuado bombardeo de cometas y meteoritos
carbonados?. Un rifirrafe entre geólogos y astrónomos por adjudicarse,
de alguna manera, el agua que bebemos. Otro ejemplo donde usted va contemplar
un corporativismo salvaje es cuando se pregunta qué disciplina debería
presidir u ostentar la categoría de scientia mater, el matemático
le responderá que las matemáticas y el ingeniero agrónomo,
la agricultura.
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Pero volvamos al tema concerniente de este artículo, ¿En la insipidez del agua dulce, degustamos algún condimento cometario?.
Geólogos versus astrónomos
No hay un claro consenso científico sobre si las moléculas de
agua fueron sintetizadas en el mismo protoplaneta (Tierra) o, más bien,
y siguiendo la innovadora tesis astronómica, la generación de
los océanos fue la herencia posterior de un continuado bombardeo de cometas
y meteoritos carbonados, constituidos éstos por minerales muy hidratados.
La clásica tesis de los geólogos, y aprendida en el colegio, nos
decía que el agua liquida tuvo su origen en la violenta desgasificación
del manto terrestre por alta temperatura durante el periodo de formación
de la Tierra, hace unos 4.600 millones de años, y cuyas emanaciones gaseosas
aportaron a la primitiva hidrosfera el 85 % en vapor de agua que, más
tarde, se condensaría en los océanos con el enfriamiento de la
corteza terrestre. Pero esta tesis acusa una seria objeción, todos los
planetas interiores de tipo terrestre, Mercurio, Venus, Tierra y Marte se formaron
en la zona más caliente e interna del Sistema Solar por condensaciones
gravitacionales de la nebulosa protosolar y la posterior agregación por
impacto de planetesimales (asteroides y meteoritos metálicos) de perfil
muy anhidro, es decir, secos, desaguados. La disposición respecto al
Sol resultó determinante en el nivel hídrico de la materia planetaria
primitiva. Mercurio, a 0,4 UA del Sol, fue siempre un planeta seco y desprovisto
de atmósfera, mientras la luna Europa, a 5,2 UA, es un mundo de acantilados
de hielo de agua. Más evidente es la deshidratación que sufren
los asteroides y planetesimales (más internos) que forman el primer Cinturón
de Asteroides situado entre la orbita de Marte y la de Júpiter, en claro
contraste con los componentes del más distante Cinturón de Kuiper,
a 40 UA del Sol (6.000 millones de km), muy hidratados y con abundante hielo.
Por todo ello, la génesis del agua terrestre exigiría una importante
aportación extraterrestre.
Tras la estela del deuterio
En 1972, Johanes Ceiss, del Instituto de física de Berna, y Hubert Reeves,
del CNRS de Saclay, descubrieron el potencial considerable que representa el
isótopo de deuterio para abordar la cuestión del origen del agua
en el Sistema Solar. Estos autores ya constataron que la concentración
del deuterio es mayor en el agua de nuestros océanos que en el gas primordial
que componía la primitiva nebulosa protosolar según los estudios
realizados sobre la composición del hidrógeno protosolar que todavía
se preserva en la atmósfera gaseosa de los planetas Júpiter y
Saturno.
Dentro de la conocida molécula de agua, H2O, el componente de hidrógeno
molecular (H2) puede adoptar su otra configuración isotópica de
mayor peso atómico, el hidrógeno pesado, HD. Siendo el deuterio
(D) el isótopo más pesado con que se manifiesta el hidrógeno
al sobrellevar un neutrón extra en su núcleo. Por tanto, la molécula
de agua HDO, químicamente sigue siendo agua, aunque esta vez agua pesada.
Basándose en experimentos relacionados con las reacciones químicas
de gases a muy baja temperatura, los científicos dedujeron que el hielo
de agua del núcleo de los cometas formados más allá de
la orbita de Neptuno adquirieron un enriquecimiento doble en deuterio del que
muestran nuestros océanos. Así lo confirmaron tanto el espectrómetro
de masas de la sonda europea Giotto en su acercamiento al Halley (marzo, 1986)
como los posteriores estudios de los cometas Hyakutake y Hale Bopp desde radiotelescopios
en el espectro de onda milimétrica. No obstante, sería en la zona
más interna y caliente del Sistema Solar donde estas moléculas
de agua, antes de condensarse en bloques de hielo (cometas), debieron transferir
su hidrógeno pesado (HD) por hidrógeno molecular (H2), adquiriendo
esta agua un menor enriquecimiento en deuterio.
Cometa Linear 1999 S4
Antes de desintegrarse este cometa en agosto de 1999 su análisis molecular
mostró serios indicios a que el hielo de agua de su núcleo compartía
el mismo porcentaje isotópico de deuterio que presenta el agua de la
Tierra. Otro estudio paralelo revelaba que el interior de su núcleo de
1 km de diámetro transportaba 3,6 millones de toneladas de agua, suficiente
para llenar un pequeño lago. Utilizando telescopios sensibles en la banda
del infrarrojo, el equipo de Michael Mumma, averiguó que este cometa
Linear por su débil concentración de moléculas orgánicas
volátiles (monóxido de carbono, metano, etano y acetileno), se
formó en una región más caliente e interna del Sistema
Solar, en el entorno de la orbita de Júpiter. Ya que estas moléculas
orgánicas volátiles incrementan su condensación en el núcleo
cometario a temperaturas extremadamente bajas -243 C (30 K). Son los cometas
formados más allá de la orbita de Neptuno, en la Nube de Oort,
un remanso de cometas a 50.000 UA del Sol. Pero se desconoce con que proliferación
fue bombardeada la incipiente Tierra por estos cometas tan vecinos, hoy día
muy extinguidos, pero con el mismo factor de enriquecimiento en deuterio que
nuestros océanos. Los astrofísicos, para acomodar este modelo
de origen interestelar, suman la aportación de otras dos fuentes meteóricas:
los cóndrulos de silicatos hidroxilados y los meteoritos carbonados,
cuyos minerales esconden una agua similar a la que bebemos y en la que nos sumergimos.
La misma agua que antaño debió fluir por valles y torrenteras
marcianas.
Los océanos perdidos
Pocos científicos dudan que Marte, hace 3.800 millones de años,
tuvo abundante agua en estado liquido discurriendo por su erosionada orografía
fluvial (1) como bien parece mostrarnos la Mars Global Surveyor. En noviembre
de 2001, el satélite FUSE (Radiotelescopio de rango Ultravioleta) -para
el estudio evolutivo de los 4 elementos primordiales del Big Bang, hidrógeno,
deuterio, helio y litio-, detectó en la tenue atmósfera marciana
un alto porcentaje de hidrogeno molecular (H2), y cuyo probable origen sea la
remota y continuada disociación molecular del agua. También en
1997, con el telescopio espacial Hubble, los astrofísicos habían
realizado mediciones sobre el deuterio presente en la atmósfera de Marte
revelando que era 5,5 veces más rica en agua pesada que la terrestre.
Este mayor enriquecimiento en deuterio (también llamado cociente D/H)
de la atmósfera marciana debió ser consecuencia de su paulatina
perdida de agua liquida por el mecanismo de escape atmosférico. Ya que
Marte, por su reducida masa, mantiene una débil gravedad en superficie
de sólo el 38% de la terrestre, siendo insuficiente para poder retener
las moléculas de agua que se condensaban en su atmósfera. Éstas
terminaron por diluirse en la alta atmósfera desprovista de capa de ozono,
donde el efecto fotodisociador de los rayos ultravioleta fracciona los componentes
moleculares, tanto del agua común como del agua pesada. Con el tiempo,
estas fragmentadas moléculas de hidrógeno molecular (H2) y de
hidrógeno pesado (HD) se disgregaron en átomos constituyentes
al colisionar y/o reaccionar químicamente con partículas muy energéticas,
entre ellas, las provenientes del flujo de tormentas magnéticas solares
que el débil campo magnético de Marte resulta incapaz de repelerlas.
Por tanto, todo este hidrógeno ligero, liberado de la molécula
de agua, poco a poco va escapando al espacio interplanetario. Siendo los átomos
de deuterio, como elemento más pesado, quienes se acumulan y se perpetúan
con mayor tiempo en la atmósfera marciana. De ahí, que los geoquímicos
planetarios afirmen que el estudio de las trazas de deuterio son la mejor reliquia
para conocer mejor los posibles océanos extraviados.
Endnotes:
1 Unidad astronómica (UA), es la distancia media Tierra-Sol, 149,6 millones
de km
(1) Existe, por parte de unos pocos científicos (biog. Nasif Nahle) otro modelo o teoría con la que asentar toda esta erosión, aparentemente fluvial y sedimentaria, que parece mostrarnos la superficie de Marte. Según ellos, esto es resultado de la prolongada acción erosiva que ejercen las corrientes de masas de arena muy fina movidas por las continuas tormentas de viento.
Bibliografía:
- Mundo Científico nº 203 julio / agosto 1999. ¿De dónde
viene el agua del Sistema Solar?. François Robert y Etienne Deloule