Sobre los planetas con agua
¿Hay agua líquida a largo plazo también en planetas que no son similares a la Tierra?
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La vida en la Tierra comenzó en los océanos, así que la búsqueda de vida en otros planetas se hace en función de la presencia de agua, que es el ingrediente clave en el origen y permanencia de la vida.
Para buscar este compuesto, los científicos han mirado tradicionalmente a planetas similares al nuestro: un planeta rocoso con un tamaño como para retener una atmósfera sin hidrógeno a una distancia de su estrella tal que el agua permanezca en estado líquido.
Sin embargo, el agua líquida no necesariamente tiene que darse en circunstancias similares a las de la Tierra. Ahora, investigadores de las Universidades de Berna y de Zúrich publican en Nature Astronomy que incluso podrían darse condiciones favorables para la existencia de agua líquida durante miles de millones de años en planetas que apenas se parecen al nuestro.
«Una de las razones por las que el agua puede estar en estado líquido en la Tierra es su atmósfera. Con su efecto invernadero natural, atrapa la cantidad justa de calor para crear las condiciones adecuadas para que haya océanos, ríos y lluvia», explica Ravit Helled (Universidad de Zúrich).
Sin embargo, la atmósfera de la Tierra solía ser muy diferente al principio de su historia. Cuando el planeta se formó a partir de gas y polvo se reunió una atmósfera que consistía principalmente en hidrógeno y helio, la llamada atmósfera primordial. Sin embargo, en el transcurso de su desarrollo, la Tierra perdió esta atmósfera primordial. Estos gases primordiales se perdieron debido a que el campo gravitatorio terrestre era demasiado débil como para retenerlos.
Otros planetas más masivos pueden acumular atmósferas primordiales mucho más grandes que, en algunos casos, pueden mantener indefinidamente. Estas atmósferas primordiales masivas también pueden inducir un efecto invernadero muy parecido al de la atmósfera de la Tierra en la actualidad. Estos investigadores querían averiguar si estas atmósferas podrían ayudar a crear las condiciones necesarias para la existencia de agua líquida.
Así que el equipo modeló minuciosamente innumerables planetas y simuló su desarrollo durante miles de millones de años. Tomaron en cuenta no solo las propiedades de las atmósferas de los planetas, sino también la intensidad de la radiación de sus respectivas estrellas, así como el calor interno de los planetas que se irradia hacia el exterior. Mientras que en la Tierra, este calor geotérmico juega solo un papel menor para las condiciones en la superficie, puede contribuir de manera más significativa en planetas con atmósferas primordiales masivas.
Encontraron que, en muchos casos, las atmósferas primordiales se perdieron debido a la intensa radiación de las estrellas, especialmente en los planetas que están cerca de su estrella. Pero, en los casos en que las atmósferas permanecían, podían darse las condiciones adecuadas para la presencia de agua líquida. En los casos en los que llega suficiente calor geotérmico a la superficie, ni siquiera es necesaria la radiación de una estrella como el Sol para que se den en la superficie condiciones que permitan la existencia de agua líquida.
Lo más interesante de esto era que estas condiciones pueden persistir durante períodos de tiempo muy largos de hasta decenas de miles de millones de años.
Para muchos, esto puede ser una sorpresa, pues los astrónomos normalmente esperan que haya agua líquida solamente en la región de habitabilidad de la estrella. Sin embargo, estos nuevos casos pueden darse fuera de esa zona.
Dado que la disponibilidad de agua líquida es un requisito previo para la vida tal y como la conocemos y que la vida probablemente tardó solo unos millones de años en surgir en la Tierra, esto podría expandir enormemente la ventana para la búsqueda de formas de vida extraterrestre. Según este estudio, incluso podría surgir en planetas errantes que no orbitan alrededor de una estrella.
Sin embargo, aunque los resultados sean emocionantes, los investigadores son cautelosos, pues no se sabe cuánta agua puede haber en estos planetas. Tampoco, obviamente, se sabe la probabilidad de que aparezca la vida aunque las condiciones sean las adecuadas. Además, se necesita un gradiente de energía para que la vida pueda mantener algún metabolismo, pues de otro modo la Termodinámica impide la obtención de cualquier trabajo, algo que también incluye a las maquinarías biológicas.
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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Ilustración: (CC BY-NC-SA 4.0), Thibaut Roger, Universität Bern, Universität Zürich.
11 Comentarios
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lunes 4 julio, 2022 @ 9:34 am
Claro, claro; necesitamos, base de un salto de energía -podríamos decir-, que casi violar las leyes de la entropía. Lo que pasa es que la Tierra ha tenido una historia tan peculiar que, exigir algo similar para que se de vida resulta un fracaso. Sin embargo, como dice el artículo, la vida se dio muy pronto aquí, así que es posible que no se precisen tantos improbables sucesos. En ese caso podría darse la vida en otras condiciones, salvo precisar agua, quizá carbono y, posiblemente, algo más.
Saludos.
martes 5 julio, 2022 @ 5:48 am
Fascinante, también en planetas errantes con lunas ejemplo de júpiter, o planetas sin estrella anfitriona los cuales se orbiten mutuamente generando esa gradiente termodinamica para mantener el agua líquida y la vida
martes 5 julio, 2022 @ 11:07 am
Claro Fabián, pero esos planetas sin estrella, han de ser capaces de emitir a su zona de vida -sea cual sea- una cierta energía térmica. (Creo que Júpiter emite más de lo que recibe del Sol, aunque esa no es la cuestión). El mismo artículo ya lo dice en su párrafo 8: «En los casos en los que llega suficiente calor geotérmico a la superficie…»
Un cordial saludo.
miércoles 6 julio, 2022 @ 3:12 am
Correcto, querido Tomás, y un saludo a Fabián. El propio calor geotérmico puede dispensar, del mismo que ocurre en las fumarolas de nuestros océanos, esa otra condición necesaria para la vida que señala Neo: que se pueda establecer un gradiente de energía.
Pero también hay posibilidad de que exista vida sin luz ni fumarolas: tenemos algún ejemplo de microbio subterráneo que prospera gracias a isótopos de uranio.
miércoles 6 julio, 2022 @ 7:14 am
Diría que tienes razón, amigo Miguel. Sobre ello, pienso que, si bien el decaimiento del uranio 238 -el más común en la naturaleza, aunque formando parte de sus minerales-, ha de producir energía, esta será en forma de radiación, pero que, al final, no le queda otra que acabar teniendo forma de calor por ser la más degradada de las energías y la que más fácilmente es utilizada por los seres vivos.
Eso creo y espero acertar, salvo si has de corregirme.
miércoles 6 julio, 2022 @ 1:48 pm
Es una cuestión de termodinámica. Para la vida, o para la civilización, se necesita disponer de energía útil capaz de producir un trabajo. Puede haber un montón de moléculas en un recipiente moviéndose a velocidad endiabladas, lo que significa que portan mucha energía, pero el problema es obtener trabajo de ello.
Para obtener eso se necesita un foco caliente y un foco frío (esto es, que haya un gradiente). La caldera de una máquina de vapor está a mayor temperatura que la atmósfera, por eso la locomotora se mueve, lo que significa que realiza un trabajo. El rendimiento depende de la diferencia de temperatura y el calor pasa de manera espontánea del foco caliente al frío.
Un frigorífico funciona haciendo pasar calor del foco frío al cálido (al revés), lo que implica un consumo de energía.
La vida, o cualquier máquina termodinámica, no puede funcionar con un solo foco. De un hierro candente perfectamente aislado no se puede obtener trabajo.
En un planeta de estos se necesita un foco caliente que sea su estrella o bien un calor geotérmico que haga de foco cálido y el espacio vacío de foco frío. En el último caso, cuanto mejor efecto invernadero tenga peor será el rendimiento. El ritmo de producción de trabajo puede ser muy bajo y la vida no podrá hacer gran cosa, incluido evolucionar. Aunque siempre puede haber una vida microbiana de metabolismo muy bajo o que entre en periodos de letargo.
Lo mismo le pasa a Europa o Encélado. Puede que tengan algún microbio, pero solo si la geotermia produce moléculas ricas que esa vida pueda descomponer y obtener energía en el proceso. Si el hielo superior forma un aislante perfecto entonces no habrá vida porque termodinámicamente será imposible.
jueves 7 julio, 2022 @ 8:54 am
Totalmente de acuerdo, maestro Neo. Y un cálido abrazo que te transmita energía -que es en el tema que estamos-, aunque pienso que el más necesitado de ella sea yo.
viernes 8 julio, 2022 @ 4:21 am
A rueda de esa buena explicación de Neo, otra incógnita que se plantea es si podrían evolucionar pluricelulares complejos en un ecosistema sin luz ni oxígeno:
Hasta hace muy poco, en nuestro planeta no habíamos encontrado ejemplos de pluricelulares anaerobios (y el que hemos encontrado recientemente es un pluricelular muy simple). Pero hay que tener en cuenta que nuestro planeta hace ya mucho tiempo que se oxigenó y hay posibilidad de que los pluricelulares aerobios hayan conseguido desplazar por completo a los anerobios sin esqueletos duros que podrían haber sido más abundantes antes de la gran oxigenación.
viernes 8 julio, 2022 @ 8:53 am
Creo, Miguel, que la evolución es inevitable, sea cual sea el organismo al que hagamos referencia. El mismo al que citas, digamos, que quizá haya iniciado una evolución ya conocida: de unicelulares a agregaciones y, de ahí, en un posible futuro, a pluricelulares, que parece ser lo que sucedió con ciertas algas -aerobias, claro-. Aunque, posiblemente, no se diera ese paso intermedio, que parece lógico, pero sabemos que la evolución es imprevisible.
Creo que ese desplazamiento de las anaerobios por los aerobios ha sucedido en la gran extensión superficial, pero en las grandes profundidades, donde el oxígeno está ausente, evidentemente, no ha podido ocurrir. Se han encontrado arqueas, creo que a varios km bajo tierra, sometidas a presiones inimaginables.
Lo que no entiendo es por qué escribes sobre esqueletos duros, que pienso te refieres a exoesqueletos. Ya me dirás.
Un abrazo.
lunes 11 julio, 2022 @ 1:01 am
Me refería a exoesqueletos para que dejasen registro fósil: como no los hemos encontrado, queda la posibilidad de que hubiese pluricelulares anaerobios blandos y sencillos antes de la Gran Oxigenación, cuando tenían todo el planeta para ellos.
Un fuerte abrazo.
lunes 11 julio, 2022 @ 6:57 am
Aunque me vences por lo fuerte del abrazo, es lo que imaginaba y corroboras. Gracias por la respuesta.
Otro abrazo, esta vez fuerte, para no quedarme flojo.