¿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.
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