Cuando el sistema solar tuvo tres planetas habitables

Por Daniel Marín, el 26 enero, 2020. Categoría(s): Astronomía • Sistema Solar ✎ 158

Un hecho fascinante es que nuestro sistema solar quizás tuvo en sus orígenes no uno, sino tres mundos habitables al mismo tiempo. Claro está, hablamos de Venus, la Tierra y Marte, que, no solo estaban en la zona habitable del Sol, sino que probablemente tenían agua líquida en su superficie y que, por tanto, satisfacían el laxo criterio de habitabilidad de los astrónomos (recordemos que el que un planeta sea «habitable» no implica necesariamente que esté «habitado»). Hoy en día, de los tres solamente queda uno que siga siendo habitable, nuestro planeta. La incógnita es cuándo dejaron de ser habitables Venus y Marte y, por supuesto, si estuvieron alguna vez habitados.

¿Tuvieron Venus y Marte océanos durante el comienzo del sistema solar? (NASA).

La habitabilidad del sistema solar interior depende de dos factores: el comportamiento del Sol y el tamaño y composición de los propios planetas. Desde que el sistema solar se formó hace unos 4600 millones de años, el Sol ha visto aumentar su luminosidad en un 30%. Este hecho ha provocado que el límite interior de la zona habitable se haya ido desplazando progresivamente hacia el exterior, lo que ha dejado fuera a Venus y ha colocado a la Tierra cerca del borde interno. De hecho, el Sol seguirá aumentando su luminosidad y, en unos mil millones de años, la Tierra quedará fuera de la zona habitable y los océanos se evaporarán para siempre. Curiosamente, aunque el Sol primitivo era menos luminoso, sabemos que Marte fue habitable durante cientos de millones de años, como mínimo. Es lo que se conoce como la «paradoja del Sol joven», y que también es un problema a la hora de explicar las condiciones de la Tierra primitiva.

Zona habitable de las estrellas en función de su temperatura superficial. En la actualidad solo la Tierra y Marte están dentro de la zona habitable (Chester Harman/NASA).

Si Venus dejó de ser habitable principalmente por culpa del comportamiento del Sol, en cambio Marte ya no lo es por sus particularidades como planeta. Marte siempre fue el menor de los tres planetas potencialmente habitables del sistema solar debido a la acción gravitatoria de Júpiter, cuyas migraciones hacia el interior del sistema provocaron que el planeta rojo tuviese una masa menor de la que le correspondía. Con un tamaño más pequeño, el calor interno y, por tanto, su actividad interna siempre fue menor que la de la Tierra o Venus. Esto provocó que los volcanes marcianos no fuesen capaces de aportar suficientes volátiles para compensar la pérdida de la atmósfera provocada por una menor gravedad. El menor tamaño también fue el causante de que Marte no retuviese una dinamo interna que crease una magnetosfera potente para proteger la atmósfera del viento solar. Precisamente, aunque el Sol primigenio era más débil, la emisión de partículas de viento solar y la actividad en rayos X y en el ultravioleta era mayor que la actual, lo que aceleró el proceso de pérdida atmosférica de Marte.

Interacción entre el viento solar y Marte. Sin una magnetosfera potente, Marte ha perdido y sigue perdiendo su atmósfera por culpa del viento solar (NASA).

Hasta hace unos años existía un acalorado debate sobre si la mayor parte de la atmósfera marciana se había perdido al espacio o, si por el contrario, quedó almacenada en el suelo forma de depósitos de carbonatos, hielo de agua y hielo de dióxido de carbono. Ahora, gracias sobre todo a la misión MAVEN de la NASA, tenemos la total seguridad de que Marte perdió la mayor parte de su atmósfera por acción del viento solar. En la actualidad, la atmósfera de Marte es tremendamente tenue, de tan solo 6 milibares de presión y está formada exclusivamente por dióxido de carbono. Si se sublimasen los depósitos de hielo de dióxido de carbono que se hallan en los polos marcianos solo lograríamos aumentar la presión hasta los 50 milibares (malas noticias para los futuros ingenieros planetarios que quieran terraformar el planeta). Por contra, el planeta rojo sí que ha mantenido la mayoría de sus reservas de agua. Hasta hace unos tres mil millones de años, Marte tenía una cantidad de agua equivalente a una capa global de 500 a 1000 metros de profundidad, pero parece que, como mucho, solo ha perdido una capa equivalente a 50 metros de profundidad.

Los casquetes polares permanentes de Marte (en su mayoría hechos de hielo de agua) (NASA/Ralph Aeschliman).

Estas son buenas noticias de cara la habitabilidad presente de Marte, puesto que, aunque la superficie no es habitable, en el interior hay hielo de agua en cantidades más que suficientes. En contacto con posibles fuentes de calor internas, este hielo es susceptible de formar lagos subterráneos de agua líquida, especialmente con ayuda de las abundantes sales de percloratos que permiten bajar el punto de fusión del hielo. Las misiones robóticas han demostrado que Marte tuvo agua líquida en la superficie de forma más o menos continua durante el periodo Noeico (desde hace 4100 millones de años hasta hace 370o millones de años). Para que esto fuese posible, el clima marciano tuvo que ser más cálido y húmedo que el actual, pero eso requiere una atmósfera de al menos diez veces la presión superficial que tiene ahora. Los resultados de MAVEN encajan con estas condiciones, ya que se ha calculado que, a lo largo de su historia, Marte ha perdido una atmósfera de más de 500 milibares de dióxido de carbono.

Curiosity ha encontrado numerosas pruebas de la presencia recurrente de lagos en el interior del cráter Gale (Kevin Gill/Wikimedia Commons).

Pero la pregunta clave es, ¿cuándo dejó Marte de ser habitable en su superficie? La mayor parte de la atmósfera de Marte se perdió hace 3700 millones de años, al final del periodo Noeico. Desde entonces el planeta rojo ha tenido una atmósfera muy tenue. Sin embargo, gracias a misiones como Curiosity sabemos que Marte fue habitable durante el periodo Hespérico (desde hace 3700 millones de años hasta hace 3000 millones) e, incluso, durante el comienzo del Amazónico (desde hace 3000 millones hasta la actualidad). Eso sí, desde mediados del Hespérico no fue habitable en la superficie continuamente y se sucedieron episodios de habitabilidad intercalados con otros, cada vez más largos, en los que el planeta no era habitable. ¿Cuánto duró cada uno de estos periodos? No estamos seguros, solo sabemos que Marte se fue haciendo más y más seco y más y más frío. En realidad, durante la mayor parte del tiempo que fue habitable, Marte probablemente fue más parecido a una bola de nieve que a una canica azul con bellos océanos.

Recreación de un Marte habitable con océanos (Wikipedia Commons/Ittiz).
El Marte habitable quizás se parecía más a una bola de nieve que al Marte azul de las novelas de ciencia ficción (NASA).

Por esa época la Tierra era, obviamente, habitable, pero era un mundo tan diferente al actual que, si pudiéramos viajar en el tiempo para poder verlo, nos parecería tanto o más alienígena que Marte. Para empezar, durante el eón Arcaico —desde hace 4000 millones de años hasta hace 2500 millones de años— la atmósfera terrestre contenía, además de nitrógeno, muchísimo más dióxido de carbono y metano, mientras que no había rastro de oxígeno. Es posible que la atmósfera estuviese dominada por una neblina de sustancias orgánicas no muy diferente a la que encontramos en Titán, la mayor luna de Saturno. Nuestro planeta era en su juventud «un punto naranja pálido», en vez del punto azul pálido que todos conocemos. Aunque también es posible que gran parte de los océanos fuesen de color púrpura debido al pigmento usado por los microorganismos para realizar la fotosíntesis. Entre otras diferencias con la Tierra actual, la tectónica de placas, un mecanismo fundamental para garantizar la habitabilidad de nuestro planeta, solo comenzó hace alrededor de unos 3000 mil millones de años, más o menos cuando la superficie de Marte dejó de ser habitable para siempre.

Evolución de la habitabilidad de Marte y la Tierra. La superficie de Marte dejó de ser habitable para siempre justo cuando la biosfera terrestre se expandió por su superficie de forma evidente (ESA).

Durante el eón Arcaico la Tierra era, además de habitable, un mundo habitado, pero, curiosamente, la biosfera superficial era muy poco llamativa. Únicamente sería a partir del comienzo del eón Proterozoico —hace 2500 millones de años— cuando la Tierra empezó a tener una biosfera superficial importante, tanto que la composición atmosférica sufrió cambios significativos, como la aparición de oxígeno y la disminución de la presencia de metano y dióxido de carbono. No obstante, conviene recordar que durante el Proterozoico los niveles de oxígeno rondaron concentraciones de entre 0,1% y un 1% de la actual. Efectivamente, durante la mayor parte de la historia de la Tierra hubiéramos necesitado un traje espacial —o, por lo menos, un suministro de oxígeno— para sobrevivir en nuestro propio planeta. No obstante, la Tierra también ha pasado por periodos durante los cuales fue habitable a duras penas, como, por ejemplo, los dos o más episodios de «Tierra bola de nieve» durante los cuales los oceános se congelaron casi en su totalidad.

La Tierra del eón Arcaico era un «punto naranja pálido» por la neblina de sustancias orgánicas (NASA).
Biomarcadores y espectros de la atmósfera terrestre en el pasado (NASA/HabEx).

En cuanto a Venus, es la gran incógnita. En la actualidad la superficie de Venus es el lugar más parecido al infierno bíblico que conocemos, con una presión de 92 atmósferas y una temperatura de unos 480 ºC, día y noche. Pero creemos que esta densa atmósfera, formada en un 96,5% por dióxido de carbono, es un añadido reciente, una consecuencia del efecto invernadero desbocado que cambió radicalmente la historia del planeta. Estamos seguros de que Venus tuvo en su pasado muchísima más agua que ahora —que solo tiene en su atmósfera el 0,001% del agua que hay en los océanos de la Tierra—, por lo que lo lógico es suponer que en algún momento de su historia fue habitable. Es posible que solo lo fuese cuando estuvo dentro de la zona habitable, o quizás fue capaz de retener agua líquida en su superficie hasta una época relativamente reciente. Algunos modelos teóricos señalan a que el gemelo de la Tierra pudo ser habitable hasta hace solo 700 millones de años o, como mínimo, hasta hace dos mil millones de años.

Es posible que Venus tuviese océanos hasta hace 2000 o 700 millones de años (NASA).

De ser así, nuestro planeta vecino guarda estratos geológicos de miles de millones de años durante los que fue habitable y, quizás, tuvo océanos. Un auténtico tesoro geológico protegido de nuestra curiosidad por unas condiciones infernales. De hecho, es posible que Venus fuese habitable durante mucho más tiempo, y con unas condiciones más favorables para la vida, que Marte. Otros modelos más tradicionales indican que el efecto invernadero descontrolado tuvo lugar poco después de la formación del planeta. Sea como sea, parece que Venus nunca desarrolló una tectónica de placas como la Tierra y, como consecuencia, se ha sugerido que su superficie ha sufrido periódicamente episodios volcánicos catastróficos. De acuerdo con el conteo de cráteres de la superficie, el último de estos episodios pudo ocurrir hace 700 millones de años. No sabemos si este hecho marcó el fin del Venus habitable o, por el contrario, fue uno más en la larga historia de episodios volcánicos que ha experimentado este planeta-infierno. Por este motivo resulta tan necesaria una misión a Venus que nos permita buscar claves para saber cómo ha evolucionado su clima.

A la izquierda, el mecanismo de tectónica de placas actual. A la derecha, los mecanismos tectónicos que pudo tener la Tierra primigenia y, quizás, Venus (NASA).

Si pudiéramos usar una máquina del tiempo para contemplar el sistema solar de hace tres mil millones de años nos encontraríamos probablemente con tres planetas potencialmente habitables (y eso sin contar mundos con océanos de agua líquida situados fuera de la zona habitable, como Europa). Sin duda, una hipotética civilización alienígena que hubiera observado el sistema solar por aquel entonces se habría llevado una auténtica sorpresa. En la Tierra ya había vida unicelular, una vida que apareció tan pronto como las condiciones lo permitieron. Por eso sospechamos que también pudo surgir en Marte y en Venus, aunque no lo sabemos. Si queremos salir de dudas, tendremos que explorar estos dos mundos vecinos concienzudamente. Mientras, podemos imaginar qué hubiera pasado si Venus y Marte hubieran continuado siendo habitables hasta el presente. ¿Qué impacto sobre nuestra civilización y sobre la exploración espacial habría tenido un sistema solar con otros dos mundos habitables?

Un Venus con océanos (Wikipedia Commons/Ittiz).
Venus en la actualidad. Visto por la sonda japonesa Akatusiki (JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic).

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/1807.04776.pdf


158 Comentarios

  1. Información útil para D.Marin: esta entrada se ve arruinada en navegador básico en algunos Samsung Galaxy (tres o cuatro caracteres eliminados en la izqda

    1. ¿Leíste todas mis respuestas aquí?…
      https://danielmarin.naukas.com/2019/08/27/problematico-acoplamiento-de-la-soyuz-ms-14-con-la-iss/comment-page-2/#comment-472208

      Es decir, ¿probaste todas esas posibles soluciones?

      Porque parte del problema es que tú NO contestas. Si en verdad quieres que Daniel (o más bien el departamento técnico de Naukas) intente solucionar TU problema (nadie más lo tiene, que sepamos) debes ofrecer la mayor cantidad posible de información acerca del problema, ¿entiendes?

      Así pues, te vuelvo a preguntar…

      ¿Pasa en modo pantalla vertical, horizontal, ambos?

      ¿Pasa con todas las páginas del blog o sólo algunas? Si sólo pasa con algunas, sería muy útil que enlazaras o nombraras ejemplos de entradas que NO sufren el problema, y de paso también varios ejemplos más de entradas que sí lo sufren pues de momento conocemos sólo 2 (esta y la que enlacé arriba).

      Pero lo primero y fundamental es determinar si el problema es de TU móvil o si también pasa con otros Samsung Galaxy…

      ¿Modelo exacto de tu Samsung Galaxy? ¿Versión de tu Android? ¿Versión de tu Samsung Internet Browser?

      ¿Has probado con otros móviles Samsung? ¿Qué modelos? ¿Cuáles fueron los resultados?

      Y por último… el mundo no empieza ni termina en Samsung Internet Browser. ¿Has probado instalar y usar en tu móvil otros navegadores gratuitos como Google Chrome o Mozilla Firefox?

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