Los modelos de la evolución del Sol indican que fue hasta un 30 por ciento menos luminoso durante la historia temprana de la Tierra de lo que es ahora. Un nuevo estudio y una mirada a la luna Titán de Saturno han proporcionado pistas sobre cómo el Sol podría haber mantenido a la Tierra primitiva lo suficientemente caliente. Los científicos dicen que una espesa neblina orgánica que cubrió la Tierra primitiva hace varios miles de millones de años podría haber sido similar a la neblina que cubre a Titán y habría protegido la vida emergente en el planeta de los efectos dañinos de la radiación ultravioleta, al tiempo que calentaba el planeta.
Eric Wolf de la Universidad de Colorado-Boulder y su equipo creen que la neblina orgánica se componía principalmente de subproductos químicos de metano y nitrógeno creados por reacciones con la luz. Si las partículas se agruparan en estructuras más grandes y complejas, una disposición conocida como distribución de tamaño fractal, entonces las partículas más pequeñas interactuarían con la radiación de onda corta, mientras que las estructuras más grandes hechas de partículas más pequeñas afectarían longitudes de onda más largas. La neblina no solo habría protegido la Tierra temprana de la luz ultravioleta, sino que habría permitido la acumulación de gases como el amoníaco, causando el calentamiento del invernadero y tal vez ayudado a evitar que el planeta se congele.
Otros investigadores, incluido Carl Sagan, han propuesto posibles soluciones a esta paradoja del "Sol débil temprano", que generalmente involucraba atmósferas con poderosos gases de efecto invernadero que podrían haber ayudado a aislar la Tierra. Pero aunque esos gases habrían bloqueado la radiación, no habrían calentado la Tierra lo suficiente como para que se forme vida.
"Dado que los modelos climáticos muestran que la Tierra primitiva no podría haber sido calentada solo por el dióxido de carbono atmosférico debido a sus bajos niveles, otros gases de efecto invernadero deben haber estado involucrados", dijo Wolf. "Creemos que la explicación más lógica es el metano, que puede haber sido bombeado a la atmósfera por la vida temprana que lo estaba metabolizando".
Las simulaciones de laboratorio ayudaron a los investigadores a concluir que la neblina de la Tierra probablemente estaba formada por "cadenas" irregulares de partículas agregadas con tamaños geométricos mayores, similares a la forma de los aerosoles que se cree que pueblan la espesa atmósfera de Titán. La llegada de la nave espacial Cassini a Saturno en 2004 ha permitido a los científicos estudiar Titán, la única luna en el sistema solar con una atmósfera densa y líquido en su superficie.
Durante el período Archean no había capa de ozono en la atmósfera de la Tierra para proteger la vida en el planeta, dijo Wolf. "La neblina de metano que protege contra los rayos UV sobre la Tierra primitiva que estamos sugiriendo no solo habría protegido la superficie de la Tierra, sino que también habría protegido los gases atmosféricos debajo de ella, incluido el poderoso gas de efecto invernadero, el amoníaco, que habría jugado un papel importante en el mantenimiento de la Tierra primitiva calentar."
Los investigadores estimaron que se producían aproximadamente 100 millones de toneladas de turbidez anualmente en la atmósfera de la Tierra primitiva durante este período. "Si este fuera el caso, una atmósfera primitiva de la Tierra literalmente habría estado goteando material orgánico en los océanos, proporcionando maná del cielo para que la vida más temprana se sostenga", dijo el miembro del equipo Brian Toon, también de CU-Boulder.
"El metano es la clave para hacer funcionar este modelo climático, por lo que uno de nuestros objetivos ahora es determinar dónde y cómo se originó", dijo Toon. Si los primeros organismos de la Tierra no produjeron el metano, puede haber sido generado por la liberación de gases durante las erupciones volcánicas, ya sea antes o después de que surgiera la vida, una hipótesis que requerirá un estudio más profundo.
Es probable que este nuevo estudio reavive el interés en un controvertido experimento realizado por los científicos Stanley Miller y Harold Urey en la década de 1950 en el que el metano, el amoníaco, el nitrógeno y el agua se combinaron en un tubo de ensayo. Después de que Miller y Urey pasaron una corriente eléctrica a través de la mezcla para simular los efectos de los rayos o la potente radiación UV, el resultado fue la creación de un pequeño grupo de aminoácidos, los componentes básicos de la vida.
"Todavía tenemos mucha investigación que hacer para perfeccionar nuestra nueva visión de la Tierra primitiva", dijo Wolf. "Pero creemos que este documento resuelve una serie de problemas asociados con la neblina que existió en la Tierra primitiva y que probablemente jugó un papel en desencadenar o al menos apoyar la vida más temprana del planeta".
Fuentes: CU-Boulder, Science
