El clima de la Tierra no depende solo de lo que ocurre dentro de nuestro planeta. Dos investigaciones financiadas por la NASA sugieren que episodios del pasado remoto del Sol pudieron contribuir a que la Tierra tenga el clima singular que conocemos y ayudan a explicar cambios que hasta ahora no tenían una explicación clara.
Uno de los trabajos mira hacia fuera: reconstruye el recorrido de la burbuja protectora del Sol por la galaxia y concluye que, en al menos tres ocasiones, atravesó nubes interestelares frías. El otro mira hacia atrás en el tiempo, hasta un Sol joven y mucho menos luminoso, y propone cómo la Tierra primitiva pudo evitar congelarse por completo.
Ambos coinciden en una idea de fondo: la Tierra se formó y ha existido como parte de un sistema estrella-planeta, y entender esa relación aporta conocimiento tanto sobre nuestro mundo como sobre la estrella que lo sustenta.
Qué es la heliosfera y por qué importa
El Sol, que ocupa el centro del sistema solar, ejerce su influencia sobre todos los planetas que lo orbitan. Una de las formas en que lo hace es la heliosfera: una burbuja protectora formada por un viento solar continuo, es decir, partículas con carga eléctrica que fluyen desde el Sol en todas direcciones.
Esa burbuja no está quieta. Describe una órbita alrededor del centro de la Vía Láctea y, a lo largo de la vida del Sol, ha atravesado diversas regiones de la galaxia. No todas son iguales, y es ahí donde entra el primero de los estudios.
Las claves
- La heliosfera es un escudo de viento solar que rodea el sistema solar.
- Se desplaza por la galaxia y ha cruzado regiones muy distintas.
- El Sol tiene unos 4.600 millones de años.
- Hace 3.000 millones de años brillaba con el 70% de su luz actual.
Nubes frías que encogieron el escudo del Sol
El equipo del centro SHIELD, con Merav Opher como investigadora principal en la Universidad de Boston, utilizó modelos informáticos con retroingeniería para reconstruir la trayectoria de la heliosfera por la galaxia. El trabajo se publicó el 21 de agosto en Annual Review of Astronomy and Astrophysics.
Según las simulaciones, en el pasado reciente el Sol atravesó al menos tres veces gigantescas nubes frías interestelares. Esas nubes comprimieron la heliosfera hasta reducirla a un tamaño inferior a la órbita de la Tierra, de modo que el planeta quedó fuera del escudo protector del Sol.
Los episodios se sitúan hace entre 2 y 3 millones de años, entre 6 y 7 millones de años y entre 13 y 14 millones de años.
Lo que ocurre en la atmósfera sin escudo
Las simulaciones también exploraron qué le pasa a la Tierra cuando queda expuesta a ese entorno. Cuando la atmósfera se expuso a una nube galáctica de hidrógeno fría y densa, aumentó el contenido de vapor de agua y se modificó la dinámica de la capa superior de la atmósfera, lo que acabó alterando las condiciones en la superficie.
Los resultados del modelo no quedan solos. Coinciden con la evidencia geológica: elementos predominantes en el polvo interestelar aparecen en muestras de núcleos de sedimentos de aguas profundas, en la nieve antártica y en muestras lunares correspondientes a esos períodos.
Según los textos, estos viajes de la heliosfera por las regiones más frías de la galaxia podrían ser un factor clave que impulsó algunos cambios climáticos del pasado, incluidas posibles eras glaciales.
Un cambio de enfoque sobre las glaciaciones
Hasta ahora, los científicos explicaban los períodos glaciales y de calentamiento de las últimas decenas de millones de años con factores internos de la Tierra: cambios orbitales, gases de efecto invernadero y hielo. La nueva investigación sugiere que los cambios en el entorno del Sol podrían ser igualmente determinantes.
SHIELD es un Centro de Ciencias de la iniciativa DRIVE de la NASA y reúne a investigadores con diferentes experiencias, enfoques y opiniones. Su equipo trabaja ahora en desarrollar un modelo, o «gemelo digital», de la heliosfera para conocer cómo interactúa con su entorno, incluidas esas densas nubes interestelares.
El enigma del Sol joven y débil
El segundo estudio, publicado en Astrophysical Journal Letters, aborda un problema distinto y mucho más antiguo. Hace unos 3.000 millones de años, el Sol brillaba solo con el 70% de su luminosidad actual. Con esa menor energía, la Tierra debió haber estado completamente congelada.
Sin embargo, la evidencia geológica demuestra que existía agua líquida de forma estable mucho antes de esa época. Es la llamada paradoja del Sol joven y débil, y la pista para resolverla viene de las observaciones del telescopio espacial Kepler de la NASA, ya retirado.
Esos datos muestran que las estrellas jóvenes parecidas al Sol sufren erupciones frecuentes y masivas, o supererupciones, que lanzan partículas de alta energía en todas direcciones a diario.
El experimento: una atmósfera primitiva bajo protones
El equipo de Vladimir Airapetian, científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt (Maryland), simuló la atmósfera de la Tierra primitiva en una cámara hermética. La mezcla incluía nitrógeno molecular, amoníaco, dióxido de carbono y monóxido de carbono. Después la bombardeó con protones para imitar las partículas de las supererupciones.
El bombardeo desencadenó la producción de óxido nitroso, un gas que, según el texto, es 300 veces más potente que el dióxido de carbono como gas de efecto invernadero. La intensa radiación ultravioleta del joven Sol descompondría parte de ese óxido nitroso, separando la molécula en nitrógeno y oxígeno.
Aun así, las simulaciones informáticas del equipo confirmaron que, incluso si solo sobreviviera el 10% del óxido nitroso observado en el experimento, bastaría para situar por encima del punto de congelación las regiones ecuatoriales de la Tierra, con un calentamiento de hasta unos 5 grados Celsius.
Qué significa para la vida y qué viene ahora
El efecto no sería solo climático. Se ha comprobado que temperaturas apenas por encima del punto de congelación son más eficaces para la formación de cadenas complejas de aminoácidos que las temperaturas más cálidas. Por eso el óxido nitroso producido por partículas solares podría haber calentado la Tierra primitiva y acelerado la síntesis prebiótica.
Los autores del artículo, Desiree Apodaca y Miles Hatfield, del Centro de Vuelo Espacial Goddard, señalan que la Tierra es única en muchos aspectos. El texto de NASA Ciencia lo resume así:
«Comprender nuestro sistema solar, único y habitable, ayudará a desentrañar los misterios de la evolución de la vida en la Tierra y, posiblemente, a descubrir otros sistemas estelares habitables.»
NASA Ciencia en español
De momento no hay fechas ni fases posteriores concretas. El siguiente paso conocido es el modelo o «gemelo digital» de la heliosfera en el que trabaja el equipo de SHIELD, con el que esperan conocer mejor cómo responde el escudo solar a su entorno.
Por la redacción de GUAY.news.
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