Vida en el Universo

Este material busca proporcionar brevemente al alumno del curso de Astronomía, datos e ideas sobre el tema vida en el Universo, para facilitar la reflexión sobre el mismo.


INTRODUCCIÓN
La vida, una forma de materia exuberante, bulliciosa y gregaria, cualitativamente diferente a las rocas, el gas y polvo, pero formada por los mismos componentes, por los mismos elementos que se encuentran en todas partes.
Es muy difícil definir la vida en términos absolutos. Se dice que la vida se reproduce, que consume energía, que se adapta. Algunas formas de vida han creado grandes redes centrales de procesamiento. Por lo menos en una ocasión, la vida ha cobrado profunda conciencia de sí misma.
Esa misma vida plantea una gran interrogante ¿Hay vida en el resto del Universo?
Es el misterio científico más tentador y difícil de resolver. Con instrumentos como el telescopio espacial Hubble, se han descubierto gran número de cuerpos cósmicos y, aún así, sólo saben de un planeta habitado, el nuestro.
Todos planteamos diferentes suposiciones, científicos como Frank Drake y Carl Sagan calculaban el número de civilizaciones tecnológicas tan sólo en nuestra galaxia, el mismo ascendía a un millón en un caso y en otro a diez mil.
El investigador J. Oro, calculaba que la galaxia está salpicada de cientos de civilizaciones. También existen los escépticos como Zuckerman, astrónomo de la Universidad de California, en Los Ángeles, que piensa que bien podríamos estar solos en esta galaxia, por no decir en el Universo.
Todos los cálculos son especulativos. No existen pruebas contundentes de que exista la vida fuera de la Tierra.
Si existe vida en otra parte del Universo, nos enfrentaremos a un problema, no sabemos nada sobre esa forma de vida. Ignoramos por ejemplo si su estructura se basa en átomos de carbón. Desconocemos si necesita un medio líquido o ciertos gases.
A pesar de las incertidumbres, la vida fuera de la Tierra se ha convertido en un campo de investigación científica cada vez más fascinante. A este campo de investigación se le conoce como exobiología, astrobiología o bioastrono-mía

Por lo que sabemos el Universo puede estar lleno de planetas.
En los años noventa se encontraron organismos que se desarrollaban en medios extraños y hostiles en nuestro propio mundo. Si los microbios pueden vivir en los poros de una roca enterrada en las profundidades o en la orilla de un manantial hirviente, entonces un lugar como el planeta Marte podría parecerles un lugar no tan despreciable.
En estos momentos estudiamos con detalle el planeta Marte. En los años venideros, también se investigará a Europa, una de las lunas de Júpiter. Ese lugar ofrece muchos indicios de la existencia de un océano bajo su superficie y es posible que albergue una biosfera oscura y fría.
La búsqueda de un microbio extraterrestre se complementa con el afán constante por encontrar algo grande, inteligente y comunicativo.
El Universo parece habitable. Si el Universo contiene vida en abundancia, no es factible que esa vida permanezca para siempre en el reino de lo desconocido.
Establecer contacto con una civilización extraterrestre sería un suceso que marcaría un hito y cuestionaría las ideas establecidas, aunque los exobiólogos se conformarían con descubrir un fósil diminuto, un pequeño vestigio de bioquímica extraterrestre. Un simple ejemplo, un dato que complemente lo que ya conocemos sobre la vida.
Si esto ocurriera se comenzaría un largo proceso para colocar al humano en su verdadero contexto cósmico.
Los científicos descubren organismos que se reproducen en ambientes hostiles para el ser humano, pero esenciales para ellos. La imaginación se debe expandir más allá de lo conocido.
La posibilidad más tentadora es que el Universo esté lleno de vida y que la encontremos en los próximos siglos. El optimismo de la exobiología se basa en el conocimiento de los seres vivos, que están formados principalmente de hidrógeno, nitrógeno, carbono y oxígeno: los cuatro elementos químicamente activos más comunes en el Universo.
La composición esencial del humano, es la misma que el resto del Universo. Como Carl Sagan afirmaba, el árbol y el hombre tienen un origen común, no sólo somos “hermanos” de los demás seres vivos del planeta, sino también de las rocas, el agua y de cuerpos celestes que se encuentran a millones de años-luz de nosotros.

Los ecosistemas en funcionamiento no dependen exclusivamente de la luz solar o de la fotosíntesis.
A principios de la década de los noventa, los investigadores encontraron que en la roca basáltica de las profundidades del estado de Washington abundan microbios totalmente aislados del mundo fotosintético. Hay formas de vida todavía más complejas que se adaptan a medios hostiles.
Existen temas asociados con la búsqueda de vida fuera de la Tierra, como por ejemplo los O.V.N.I.s. Después de investigar sobre objetos voladores no identificados se llega a la conclusión de que no es posible ganar una discusión sobre el tema. Los creyentes de corazón y los escépticos rara vez cambian de bando. Sin embargo, es justo decir que los extraterrestres en platillos voladores carecen de importancia científica.
Muchos científicos no se preguntan por qué los extraterrestres rondan la Tierra en naves, más bien se preguntan por qué no lo hacen.
La raza humana podría, en teoría, colonizar la galaxia en alrededor de un millón de años; si esto es posible, otras civilizaciones más antiguas ya podrían estar viajando por nuestra galaxia.
Como dato importante recordemos que la estrella más cercana, más allá del Sol está a poco menos de 40 billones de kilómetros.

Hace más de dos mil años, el filósofo griego Metrodoro de Chios escribió: “No es natural que en un campo tan vasto sólo haya una vara de trigo, y en el Universo infinito sólo un mundo con vida”. Hace unos cuatro siglos, Giordano Bruno murió quemado en la hoguera en parte porque creía que existían otros mundos habitados en el cosmos.
Los biólogos comenzaron a detectar organismos en ambientes terrestres tan exóticos que encontraron un nuevo motivo de inspiración para volver a ver el resto del Sistema Solar como un lugar potencialmente habitable. También descubrieron indicios de que la vida había aparecido en la historia de la Tierra antes de lo pensado. Quizás cuando aparecía la vida en la Tierra, Marte fuera un planeta mucho más apropiado para la vida como la conocemos de lo que es ahora.
Si la vida se originó de procesos naturales en la Tierra, entonces lo mismo podría haber ocurrido en otros mundos. Y, sin embargo, cuando observamos el espacio sideral no encontramos un ambiente lleno de vida. Podemos ver planetas y satélites donde la vida como la conocemos no podría perdurar; parece que hay muchas más formas de convertirse en un planeta desolado que en uno con vida.
Nuestro planeta se encuentra en una zona reducida del Sistema Solar, con la temperatura justa, a la distancia exacta del Sol para que el agua esté en la superficie en estado líquido. También debemos recordar que existen otras muchas condiciones que hacen que la vida prospere en nuestro mundo.
La búsqueda de vida extraterrestre es en cierto modo, la búsqueda de límites a la aparición de la vida o la evolución de organismos complejos.
En 1960, un astrónomo estadounidense llamado Frank Drake se convirtió en la primera persona en realizar observaciones en las ondas de radio para detectar señales de civilizaciones extraterrestres tecnológicamente avanzadas. Presentó una guía de cómo analizar la probabilidad de detectar vida inteligente y partió de la velocidad con que se forman las estrellas y el número convencional de planetas para terminar con la longevidad de las civilizaciones.
Viendo los factores de izquierda a derecha (N=R* fp ne fl fi fc L) saltan a la vista casi de inmediato algunas incógnitas muy importantes. El único factor que se entiende bien, R* , nos indica el número de estrellas. Hay que decir que existen más de cien mil millones sólo en nuestra galaxia, quizás hasta 400 mil millones. El segundo factor, fp, la fracción de estrellas con planetas, hoy en día se estudia bastante pero el equipo de detección sólo encuentra planetas sumamente voluminosos. Estos cuerpos gigantes no son como la Tierra. Muchos de los planetas fuera de nuestro Sistema descubiertos hasta ahora pudieron haber migrado hacia la estrella precursora con el tiempo, con la consecuente destrucción a su paso de planetas rocosos parecidos a la Tierra.
El rastreador Terrestre de Planetas podría ayudar a resolver el siguiente factor de la ecuación, ne (el número de planetas con ambiente habitable), e incluso ser capaz de deducir cierta evidencia del siguiente factor, fl (la fracción en la que se ha originado la vida).
Incluso en la Tierra, el origen de la vida es un tenaz misterio. Si lo analizamos, la vida es un evento muy poco probable. Ninguno de los principios de la materia sostiene que la materia debe transformarse en vida por sí sola.
Nadie puede asegurar que la vida requiera agua, aunque parece ser lo más probable y es sin duda el caso de la Tierra. El agua en estado líquido puede ser muy escasa en el Universo, pero otro supuesto ingrediente para la vida, las moléculas orgánicas, las formadas principalmente de carbono, son bastante comunes.
El factor fi, es la frecuencia con que la vida evoluciona a una condición “inteligente”. Existen diversas posiciones sobre el origen de la inteligencia. Algunas personas sostienen con apasionamiento que la vida extraterrestre no se parece en nada a nosotros, y otros piensan que la biología de la Tierra quizás sea un ejemplo de lo que existe fuera de ella.
Lori Marino, psicobióloga de la Universidad de Emory, señala que todo parece indicar que el cerebro de los delfines aumentó considerablemente de tamaño en los últimos 35 millones de años, hecho que podría compararse con la cuadruplicación del tamaño del cerebro de los homínidos en los últimos millones de años. Según los cálculos de Lori Marino, pueden encontrarse contrastes enormes en la capacidad intelectual de las criaturas que habitan en otros planetas del Universo. Su posible desarrollo tecnológico y como civilización puede ser muy diferente al nuestro, quizás otros seres no lo tuvieron
Es cierto que los datos disponibles son escasos, y que sigue siendo territorio para filósofos y teólogos, entre otros. Por ejemplo cuestiones cómo: ¿Qué quiere decir “inteligente” ? Cuando nos preguntamos si estamos “solos”, en realidad lo que queremos saber es si existen otros seres en el Universo que se parezcan mucho a nosotros en los aspectos fundamentales. Idealmente buscamos seres que se comuniquen, el factor fc.
Sin duda existen tareas importantes de las cuales ocuparnos, además de buscar tratos con otras civilizaciones en nuestra galaxia o fuer de ella.
Encontrar vida fuera de la Tierra es importante, pero primero la vida debe sobrevivir en este planeta. La longevidad de las civilizaciones es el factor final de la ecuación de Drake, la inquietante letra L. Los seres humanos, como los conocemos han habitado la Tierra apenas 125 mil años, más o menos. Quizás nuestro cerebro no sea una ventaja. Cometemos errores. Devastamos nuestro mundo, envenenamos sus aguas, contaminamos el aire, destruimos otros seres.
Tenemos que lograr que la L (longevidad de las civilizaciones) sea lo más prolongada posible.
Aunque encontremos vida inteligente fuera de nuestro planeta, puede que no sea lo que estamos buscando.
El gran momento del encuentro tal vez sólo nos recuerde que lo que debemos desear encontrar es una mejor versión de nosotros mismos.

“Una vieja convicción mía es que cuando se ha eliminado lo imposible, lo que queda, aunque improbable, tiene que ser cierto.” (Frases favoritas de Sherlock Holmes, del cuento La aventura de la diadema de berilo de Arthur Conan Doyle)


Bibliografía recomendada para el tema:

* Heidmann J. “La vida en el Universo”. Alianza, Madrid 1993.
* Fernández J. A. “Vida y Cosmos, nuevas reflexiones”. Dpto. de publicaciones, Facultad de Ciencias de la Universidad de la República, Montevideo 1995.
* Sagan C. “Cosmos”. Planeta, Barcelona 1981.
* Drake F. y Sovel D. “¿Hay alguien más en el Universo?. Javier Vergara, Buenos Aires 1993.
& Cairns – Smith A. G. “ Siete pistas sobre el origen de la vida. Una historia científica en clave detectivesca”. Alianza, Madrid 1990, (Edición original de Cambridge. Univ. Press, 1985).
& Solomon, Berg, Martin, Ville. “Biología de Ville”. Nueva Editorial Interamericana, 3era. Edición 1996.
& Orgel L. “The origin of life on Earth”. Scientific American 271, p. 52 – 61 E.E.U.U. 1994.
& Calvin W.H. “Aparición de la Inteligencia”, Investigación y Ciencia, diciembre 1994.
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Nuestro país visto desde el espacio

En esta imagen podemos apreciar la superficie de nuestro País desde el espacio cercano a la Tierra.

LA TIERRA.

  Se pretende con este material, dar conocimiento al alumno, sobre el origen y primera etapa de la historia terrestre. Desde un enfoque muy básico, pero correcto; mostrando la evolución hacia la complejidad. Es importante recordar que es bueno trabajar antes, el origen del Sistema Solar.

LA TIERRA

 

   Nuestro planeta empezó por ser un lugar elemental de rocas y gases, donde la luz solar era más débil que ahora y la Luna, que orbitaba a casi una décima parte de su distancia actual, se veía inmensa. Millones de años debieron pasar antes de que la Tierra fuera apta para la vida, pero en ciertas regiones todavía se pueden encontrar paisajes que evocan estos duros inicios.

  Al inicio de su existencia, la Tierra estaba llena de rocas fundidas por la alta temperatura y gases tóxicos. Con el paso del tiempo su superficie se ha enfriado, las montañas se han formado y erosionado. Y surgió la vida. A partir de los indicios proporcionados por las rocas más antiguas, los magmas más profundos e, incluso, por los cráteres que cubren la superficie de la Luna, los científicos han descubierto cómo era la Tierra en sus primeros tiempos.
   Todo comenzó hace 4600 millones de años, cuando alrededor del Sol se arremolinaban partículas de roca y hielo que chocaban y se fusionaban. Estas violentas colisiones múltiples crearon planetas, incluida la joven Tierra. En medio de esta conmoción, un cuerpo celeste, del tamaño de Marte, golpeó nuestro planeta con la energía de billones de bombas atómicas, suficiente para disolverlo por completo. La mayor parte del cuerpo que se impactó fue “tragada” por el océano de magma creado por el mismo golpe. Pero la colisión también puso en órbita trozos de roca vaporizada, los cuales rápidamente se unieron y formaron una esfera. Desde entonces, la historia de la Tierra se ha desarrollado bajo la resplandeciente mirada de su satélite.
Luego del nacimiento de la Luna, la superficie de la Tierra comenzó a enfriarse. No obstante, el planeta siguió “sin dar señales de vida” durante los 700 millones de años, un periodo al que se le conoce como hadeano, en referencia al inframundo griego (Hades). Islotes de roca sólida flotaban a la deriva en el “océano de magma”. Los gases emanaban de la roca conforme esta se enfriaba, y envolvían al planeta en una atmósfera “ardiente” y sin oxígeno. Al ir descendiendo la temperatura, el vapor se condensó en lluvia que fue llenando las cuencas oceánicas. Es probable que la existencia de estos primeros océanos haya sido muy corta, puesto que los escombros espaciales, producto del nacimiento de los planetas, bombardearon la Tierra durante el periodo hadeano. Los impactos de mayor intensidad quizá hayan tenido temperatura suficiente para evaporar los océanos y hacer que el proceso de enfriamiento y condensación comenzara una vez más.
   Los constantes impactos disminuyeron hace aproximadamente 3800 millones de años, gracias a lo cual el agua líquida pudo permanecer más tiempo en la superficie. En ese periodo, quizá en los océanos, las inertes reacciones químicas cruzaron un umbral. La complejidad aumentaba, y comenzaron a producir moléculas que tuvieron la capacidad de reproducirse y de evolucionar. Un camino que continua hasta nuestros días, el de la complejidad. La vida empezaba el camino que condujó, hace unos 3500 millones de años, a la aparición de una cianobacteria unicelular verde azulada que “floreció” en las regiones soleadas de los océanos. Estos organismos microscópicos, en cantidades impresionantes, cambiaron por completo el planeta. Capturaron energía del Sol para convertirla en nutriente y, como producto de la degradación, liberaron oxígeno. Poco a poco la atmósfera se tornó en aire respirable, haciendo posible la diversidad de formas de vida, cada vez más complejas.
   Aquellos procesos que transformaron el infernal paisaje de nuestro planeta en un mundo habitable aún pueden verse hoy en día. El calor primordial que quedó de la formación del planeta todavía aflora en erupciones volcánicas. En los ambientes más inhóspitos del planeta, las cianobacterias reinan hoy como lo han hecho por miles de millones de años. Y cada vez que una planta crece donde antes había lava, la victoria de la vida sobre la roca inerte se reafirma.

   En la actualidad podemos encontrar lugares donde podemos apreciar escenas de la Tierra primigenia.
Por ejemplo, se desarrollan en las orillas del cráter volcánico de Pu´u ´O´o, en Hawai. La lava expulsada por los conos de salpicadura ha llenado el fondo del cráter y se ha enfriado transformándose en una fracturada corteza gris. Una y otra vez, en sus comienzos, la superficie de la Tierra se enfrió y se endureció para nuevamente derretirse, tras un gran impacto proveniente del espacio.
Los géisers en Nevada, Estados unidos de América, arrojan chorros de dos metros de agua hirviendo. Las cianobacterias, los primeros organismos en producir oxígeno, dejan marcas verde azuladas en los costados del montículo, un entorno húmedo y rico en minerales que podría asemejarse a las condiciones donde surgió la vida.
    Los estromatolitos, tanto fósiles como vivos, atestan la Bahía de Shark, en Australia Occidental. Estos depósitos se forman donde las colonias de microorganismos productores de oxígeno capturan minerales y sedimento del agua marina. Los antiguos estromatolitos ayudaron a crear una atmósfera respirable.
Plantas de la especie Psilotum nudum, de pocos centímetros de altura, se abren camino en lava apenas enfriada del Parque Nacional de los Volcanes de Hawai. Sin hojas ni raíces, es posible que se parezca a las primeras plantas que prosperaron en tierra firme, hace casi 500 millones de años.(BREVE HISTORIA - PRIMERA PARTE)

SISTEMA SOLAR

FICHA DE DIVULGACIÓN: Nº 3
-Curso de: ASTRONOMÍA Y CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO.
-PROF. ADRIÁN BUSIO (2007).

ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR

(Datos y síntesis de eventos)

A comienzos del siglo XIX, el matemático y astrónomo francés Pierre-Simon de Laplace formuló la teoría de que el Sistema Solar se formó a partir de la concentración gravitatoria de una nube de gas y polvo. Por una ley física (conservación de momento angular), a medida que un objeto se contrae aumenta su velocidad de giro.
Según Laplace, la fuerza centrífuga generada por el rápido giro, provocó primero el achatamiento de anillos de materia en su plano ecuatorial en donde se formaron planetas. La mayor parte de la materia quedó concentrada en las regiones centrales de la nube donde se formó el Sol.
La teoría nebular de Laplace se ha mantenido en sus aspectos básicos hasta nuestros días. Hoy se asume que una pequeña fracción de la masa de la nebulosa en contracción, de mayor momento angular (mayor velocidad de giro), se situó alrededor del Sol en formación (protoestrella), formando una especie de disco. En el centro de este disco la materia se condensó formando pequeños objetos, llamados planetesimales, que fueron aglomerándose en objetos cada vez mayores hasta terminar en los planetas conocidos. La noción de que los planetas se formaron en un disco explicaría porqué sus órbitas son cuasicoplanares, mientras que el proceso de acreción de pequeños planetesimales en un objeto masivo determina que éste quede en una órbita cuasicircular. Observaciones recientes en el rango de infrarrojo parecen confirmar que muchas estrellas jóvenes o de mediana edad están rodeadas de discos de gas y polvo.
Hasta hace pocos siglos, la opinión generalizada era que nuestro planeta, y el resto del Sistema Solar, no podían tener más de unos pocos miles de años. En el siglo XVII el arzobispo de Ussher (1581-1656) afirmó que la creación se completó en el año 4004 a.c., según creía interpretar de la Biblia. Sin embargo, a fines del siglo XVIII este modelo creacionista comenzó a derrumbarse ante la observación de ciertos fenómenos que ocurrían en la naturaleza. En 1785 el geólogo escocés James Hutton formuló la teoría del “uniformitarismo”, según la cual los procesos geológicos que hoy se observan han ocurrido con la misma intensidad en el pasado. Algunos años más tarde William Smith argumentó, partiendo de esta teoría, que algunas rocas sedimentarias debían requerir tiempos de formación mucho mayores a unos pocos miles de años, a juzgar por las observaciones actuales de la tasa de deposición de material arrastrado por el viento y los mares con el que se va a formar nuevas capas sedimentarias.
Fue, en el siglo XX que se pudo llegar a conocer con total certidumbre la antigüedad del Sistema Solar gracias a los precisos métodos radiactivos de datación de rocas. El principio es el siguiente: hay determinados isótopos que son inestables y que decaen espontáneamente a otros isótopos estables por emisión radiactiva de partículas alfa, electrones o positrones. Por ejemplo, el isótopo 238U del uranio decae en plomo 206Pb en un tiempo de vida media de 4500 millones de años. El rubidio 87Rb decae en estroncio 87Sr en 4980 millones de años, mientras el potasio 40K decae en calcio 40Ca en 1470 millones de años. Para la datación radiactiva de una roca se deben medir las concentraciones de isótopo radiactivo padre y del isótopo radiactivo radiogénico. Cuanto mayor sea la concentración de este último, mayor será la edad de la roca.
Utilizando el método de datación radiactivo se encontró que inclusiones refractarias en el meteorito Allende daban una edad de 4560 millones de años. La datación de otros meteoritos proporcionó edades similares a la anterior. Como los meteoritos se considera que son las rocas más primitivas del Sistema Solar, verdaderos residuos de la formación del Sistema Solar, la edad hallada anteriormente de unos 4600 millones de años, es correspondiente a la edad de la Tierra y del propio Sistema Solar. Las rocas más antiguas recogidas de la Luna por las misiones Apollo, tienen una antigüedad de unos 4300 millones de años, lo que indica que la corteza lunar, a partir del momento de su solidificación, es algo más joven que los meteoritos.
La corteza terrestre es aún más joven; las rocas sedimentarias más antiguas que se han encontrado provienen de Isua, Groenlandia, y tienen una antigüedad de 3760 millones de años. Algunas partículas de mineral cicrón mezcladas en sedimentos estudiados en el este de Australia dieron edades comprendidas entre 4100 y 4300 millones de años.



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* En la ficha de divulgación número cuatro, se describe brevemente, la historia temprana de nuestro planeta. Resaltando los hechos más importantes que llevaron a su organización actual.