¿Saboreamos cometas en el agua?


Josep Emili Arias
cel_ras@hotmail.com

Este artículo versa sobre las dos teorías existentes acerca de la generación de los océanos terrestres. La clásica tesis de los geólogos, la que aprendimos en el colegio, enfrentada a la más innovadora tesis de los astrónomos.

Corporativismo disciplinar
De entrada, permitid este largo inciso de opinión. Tanto la lectura como la divulgación de la ciencia me han dado la oportunidad de conocer un poco mejor el cuarto trastero de la ciencia. En donde el llamado método científico, el dogma supremo de toda razón y ciencia, no siempre es aplicado concienzudamente por el propio científico. Pues el debate y el disentimiento entre diferentes disciplinas científicas sobre una misma causa o fenomenológica crea, en ocasiones, cierta tendencia a que el científico maquille y sesgue el método científico con intención de acomodar resultados a su línea de investigación corporativista, o digamos, más bien, hacia su rama científica. Por supuesto que no hay que suprimir el debate multidisciplinar en la investigación científica. Es más, en ciencia, el consenso científico no tiene porque ser algo imperativo. Ahora bien, pondré sólo dos ejemplos de esta tendenciosidad corporativista: Los microbiólogos mantienen un duro debate con los biólogos para que sus virus sean catalogados como vida. Aquí, los microbiólogos, motivados con la única intención de llevarse el gato al agua, rechazan el insultante apelativo de cuasi-especie para sus virus, aun siendo conocedores que los virus no cumplen dos premisas fundamentales para ser homologados como vida. No obstante, bien es cierto, que a lo mejor habría que reconsiderar las tres premisas con las que actualmente definimos la intangible vida. Pero esto ya sería otro debate. Pues no es lo mismo determinar la propiedad reproductora, diciendo: "...que posea su propia maquinaria molecular replicadora", que simplemente decir: "...que tenga la facultad de replicarse". Otro debate que puede resulta tendencioso es el propio motivo de este artículo: La génesis de nuestros océanos. Las moléculas de agua, ¿fueron sintetizadas en el mismo protoplaneta o fue la herencia posterior del continuado bombardeo de cometas y meteoritos carbonados?. Un rifirrafe entre geólogos y astrónomos por adjudicarse, de alguna manera, el agua que bebemos. Otro ejemplo donde usted va contemplar un corporativismo salvaje es cuando se pregunta qué disciplina debería presidir u ostentar la categoría de scientia mater, el matemático le responderá que las matemáticas y el ingeniero agrónomo, la agricultura.

 

Pero volvamos al tema concerniente de este artículo, ¿En la insipidez del agua dulce, degustamos algún condimento cometario?.

Geólogos versus astrónomos
No hay un claro consenso científico sobre si las moléculas de agua fueron sintetizadas en el mismo protoplaneta (Tierra) o, más bien, y siguiendo la innovadora tesis astronómica, la generación de los océanos fue la herencia posterior de un continuado bombardeo de cometas y meteoritos carbonados, constituidos éstos por minerales muy hidratados. La clásica tesis de los geólogos, y aprendida en el colegio, nos decía que el agua liquida tuvo su origen en la violenta desgasificación del manto terrestre por alta temperatura durante el periodo de formación de la Tierra, hace unos 4.600 millones de años, y cuyas emanaciones gaseosas aportaron a la primitiva hidrosfera el 85 % en vapor de agua que, más tarde, se condensaría en los océanos con el enfriamiento de la corteza terrestre. Pero esta tesis acusa una seria objeción, todos los planetas interiores de tipo terrestre, Mercurio, Venus, Tierra y Marte se formaron en la zona más caliente e interna del Sistema Solar por condensaciones gravitacionales de la nebulosa protosolar y la posterior agregación por impacto de planetesimales (asteroides y meteoritos metálicos) de perfil muy anhidro, es decir, secos, desaguados. La disposición respecto al Sol resultó determinante en el nivel hídrico de la materia planetaria primitiva. Mercurio, a 0,4 UA del Sol, fue siempre un planeta seco y desprovisto de atmósfera, mientras la luna Europa, a 5,2 UA, es un mundo de acantilados de hielo de agua. Más evidente es la deshidratación que sufren los asteroides y planetesimales (más internos) que forman el primer Cinturón de Asteroides situado entre la orbita de Marte y la de Júpiter, en claro contraste con los componentes del más distante Cinturón de Kuiper, a 40 UA del Sol (6.000 millones de km), muy hidratados y con abundante hielo. Por todo ello, la génesis del agua terrestre exigiría una importante aportación extraterrestre.

Tras la estela del deuterio
En 1972, Johanes Ceiss, del Instituto de física de Berna, y Hubert Reeves, del CNRS de Saclay, descubrieron el potencial considerable que representa el isótopo de deuterio para abordar la cuestión del origen del agua en el Sistema Solar. Estos autores ya constataron que la concentración del deuterio es mayor en el agua de nuestros océanos que en el gas primordial que componía la primitiva nebulosa protosolar según los estudios realizados sobre la composición del hidrógeno protosolar que todavía se preserva en la atmósfera gaseosa de los planetas Júpiter y Saturno.
Dentro de la conocida molécula de agua, H2O, el componente de hidrógeno molecular (H2) puede adoptar su otra configuración isotópica de mayor peso atómico, el hidrógeno pesado, HD. Siendo el deuterio (D) el isótopo más pesado con que se manifiesta el hidrógeno al sobrellevar un neutrón extra en su núcleo. Por tanto, la molécula de agua HDO, químicamente sigue siendo agua, aunque esta vez agua pesada. Basándose en experimentos relacionados con las reacciones químicas de gases a muy baja temperatura, los científicos dedujeron que el hielo de agua del núcleo de los cometas formados más allá de la orbita de Neptuno adquirieron un enriquecimiento doble en deuterio del que muestran nuestros océanos. Así lo confirmaron tanto el espectrómetro de masas de la sonda europea Giotto en su acercamiento al Halley (marzo, 1986) como los posteriores estudios de los cometas Hyakutake y Hale Bopp desde radiotelescopios en el espectro de onda milimétrica. No obstante, sería en la zona más interna y caliente del Sistema Solar donde estas moléculas de agua, antes de condensarse en bloques de hielo (cometas), debieron transferir su hidrógeno pesado (HD) por hidrógeno molecular (H2), adquiriendo esta agua un menor enriquecimiento en deuterio.

Cometa Linear 1999 S4
Antes de desintegrarse este cometa en agosto de 1999 su análisis molecular mostró serios indicios a que el hielo de agua de su núcleo compartía el mismo porcentaje isotópico de deuterio que presenta el agua de la Tierra. Otro estudio paralelo revelaba que el interior de su núcleo de 1 km de diámetro transportaba 3,6 millones de toneladas de agua, suficiente para llenar un pequeño lago. Utilizando telescopios sensibles en la banda del infrarrojo, el equipo de Michael Mumma, averiguó que este cometa Linear por su débil concentración de moléculas orgánicas volátiles (monóxido de carbono, metano, etano y acetileno), se formó en una región más caliente e interna del Sistema Solar, en el entorno de la orbita de Júpiter. Ya que estas moléculas orgánicas volátiles incrementan su condensación en el núcleo cometario a temperaturas extremadamente bajas -243 C (30 K). Son los cometas formados más allá de la orbita de Neptuno, en la Nube de Oort, un remanso de cometas a 50.000 UA del Sol. Pero se desconoce con que proliferación fue bombardeada la incipiente Tierra por estos cometas tan vecinos, hoy día muy extinguidos, pero con el mismo factor de enriquecimiento en deuterio que nuestros océanos. Los astrofísicos, para acomodar este modelo de origen interestelar, suman la aportación de otras dos fuentes meteóricas: los cóndrulos de silicatos hidroxilados y los meteoritos carbonados, cuyos minerales esconden una agua similar a la que bebemos y en la que nos sumergimos. La misma agua que antaño debió fluir por valles y torrenteras marcianas.

Los océanos perdidos
Pocos científicos dudan que Marte, hace 3.800 millones de años, tuvo abundante agua en estado liquido discurriendo por su erosionada orografía fluvial (1) como bien parece mostrarnos la Mars Global Surveyor. En noviembre de 2001, el satélite FUSE (Radiotelescopio de rango Ultravioleta) -para el estudio evolutivo de los 4 elementos primordiales del Big Bang, hidrógeno, deuterio, helio y litio-, detectó en la tenue atmósfera marciana un alto porcentaje de hidrogeno molecular (H2), y cuyo probable origen sea la remota y continuada disociación molecular del agua. También en 1997, con el telescopio espacial Hubble, los astrofísicos habían realizado mediciones sobre el deuterio presente en la atmósfera de Marte revelando que era 5,5 veces más rica en agua pesada que la terrestre. Este mayor enriquecimiento en deuterio (también llamado cociente D/H) de la atmósfera marciana debió ser consecuencia de su paulatina perdida de agua liquida por el mecanismo de escape atmosférico. Ya que Marte, por su reducida masa, mantiene una débil gravedad en superficie de sólo el 38% de la terrestre, siendo insuficiente para poder retener las moléculas de agua que se condensaban en su atmósfera. Éstas terminaron por diluirse en la alta atmósfera desprovista de capa de ozono, donde el efecto fotodisociador de los rayos ultravioleta fracciona los componentes moleculares, tanto del agua común como del agua pesada. Con el tiempo, estas fragmentadas moléculas de hidrógeno molecular (H2) y de hidrógeno pesado (HD) se disgregaron en átomos constituyentes al colisionar y/o reaccionar químicamente con partículas muy energéticas, entre ellas, las provenientes del flujo de tormentas magnéticas solares que el débil campo magnético de Marte resulta incapaz de repelerlas. Por tanto, todo este hidrógeno ligero, liberado de la molécula de agua, poco a poco va escapando al espacio interplanetario. Siendo los átomos de deuterio, como elemento más pesado, quienes se acumulan y se perpetúan con mayor tiempo en la atmósfera marciana. De ahí, que los geoquímicos planetarios afirmen que el estudio de las trazas de deuterio son la mejor reliquia para conocer mejor los posibles océanos extraviados.

Endnotes:
1 Unidad astronómica (UA), es la distancia media Tierra-Sol, 149,6 millones de km

(1) Existe, por parte de unos pocos científicos (biog. Nasif Nahle) otro modelo o teoría con la que asentar toda esta erosión, aparentemente fluvial y sedimentaria, que parece mostrarnos la superficie de Marte. Según ellos, esto es resultado de la prolongada acción erosiva que ejercen las corrientes de masas de arena muy fina movidas por las continuas tormentas de viento.

Bibliografía:
- Mundo Científico nº 203 julio / agosto 1999. ¿De dónde viene el agua del Sistema Solar?. François Robert y Etienne Deloule

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