110-15@. LA TIERRA “una historia interminable”. El HITO 7º: La “aparición” de la VIDA del planeta: “LUCA” el Eucariota primer ser vivo,

Todos somos muy ignorantes. Lo que ocurre es que no todos ignoramos las mismas cosas.
                                       Albert Einstein [1879-1955]. Científico alemán nacionalizado estadounidense

La “aparición” de la VIDA en el planeta,

sigue siendo todavía un evento desconocido del que la ciencia tiene mucho que descubrir tanto de su origen, su forma, así como del momento en el que se produjo. Lo que si se sabe la Ciencia hoy en día, es que su base fue común a todos los seres vivos que se agruparon bajo los cinco Reinos de la Tierra, es decir el "tronco" tiene un mismo origen.

Siguiendo un relato temporal, en el origen de la Tierra Primitiva parece probada la existencia de la formación de una «sopa orgánica», que poco a poco fue disipándose y dando paso a la aparición de la primera atmósfera, sin duda tóxica para la vida como la conocemos hoy, y en donde las moléculas reaccionaron unas con otras durante cientos de millones de años. Entonces surgió una nueva molécula a la que los científicos han venido en llamar el «replicador», por tener la propiedad de promover reacciones químicas que facilitaban la creación de una copia de sí mismo, lo que significaría para la vida el comienzo de la evolución.

La posible existencia de que todo partiera de un solo ancestro universal, se hizo patente por primera vez en los años 60, una vez fue descifrado el código genético, descubriéndose que era universal para todas las formas de vida, lo que establecía su interrelación genética.

El concepto de la VIDA se encuentra vinculado a la ciencia de la BIOLOGÍA, que es:

"La cualidad esencial de animales y plantas para desarrollarse, reproducirse, evolucionar y adaptarse a un medio"

Es la BIOLOGÍA la ciencia que comprende entre sus disciplinas a la Microbiología que se ocupa del estudio de todos los microorganismos, su biología y su ecología. Debemos entender como microorganismo a cualquier ser vivo no visible a simple vista, y como veremos bajo este concepto se incluyen tanto a los organismos unicelulares como a los pluricelulares.

Denominamos como abiogénesis[1] a este surgimiento natural de la vida o “origen de la vida” a partir de una materia inerte, formada de los elementos orgánicos más simples.

Al hablar del origen de la VIDA en el planeta, estamos hablando de ese dificil tránsito acaecido en la Tierra, que partiendo de un medio físico muy hostil, se pasó a la formación de células que han sido capaces de multiplicarse y evolucionar, que se transcendieron y se adaptaron al medio en el se desarrollaban.

La VIDA tal y como la conocemos se basa en la química del Carbono, que es la base de la vida en el planeta, con una estructura que ha desarrollado el esquema molecular del ADN y posee una estructura orgánica.

Existen varias teorías sobre la aparición de la VIDA, entre las que se encuentra la de la “hipótesis del mundo de ARN” y la “teoría del mundo de hierro-sulturo” que se encuentran entre las más aceptadas por el mundo científico.

La opinión más extendida en la comunidad científica es que la VIDA surgió bastante pronto en la Tierra,  si aceptamos como "pronto" a un espacio de tiempo que puede comprender entre los 500 y 1.000 mill.años posteriores al origen de la Tierra [hace 4567,2 mill.años]. Muy recientemente se ha estimado que este  "origen" podría haberse situado en algún momento entre los 4.410 y los 3.770 millones de años [según un estudio de la revista Nature de mayo de 2009: Study turns back clock on originis of life on Earth], surgiendo estos primeros indicios de vida al establecerse las condiciones físicas necesarias en el planeta para que el vapor de agua atmosférico hubiera podido "condensarse" transformándose en agua.

Sabemos que todos los seres vivos provienen de un «único organismo ancestral», pero la ciencia sigue preguntándose si pudo haber a lo largo del tiempo varias apariciones y extinciones "fortuitas", formas de vida tras la cuales sólo pudieron sobrevivir algunas especies separadas en el tiempo, como por ejemplo resurgió tras el enfriamiento que se produjo en el planeta tras la enorme magnitud de los fenómenos cataclismicos del bombardeo intenso tardío [LHB] [Etiqueta 109]

[Etiqueta 109]- http://juan-adia.blogspot.com/search/label/109%20-%2014%40.%20LA%20TIERRA%20%E2%80%9Cuna%20historia%20interminable%E2%80%9D.%20HITOS%205%C2%BA%20y%206%C2%BA%3A%20El%20Bombardeo%20Intenso%20Tard%C3%ADo%20%5BLHB%5D%20y%20las%20Inversiones%20de%20%E2%80%9CPolaridad%E2%80%9D%20terrestre

 

Pocos millones de años después de la aparición de los océanos, se especula que pudieron aparecer estos primeros organismos fotosintéticos en la Tierra, considerados por la ciencia como las primeras células vivas.

► Estos primeros "organismos fotosintéticos" realizaban la fotosíntesis anoxigénica, que es en la que no se produce el desprendimiento del dioxígeno como realizan por ejemplo las bacterias verdes del azufre o Chlorobia y las bacterias verdes no del azufre o Chloroflexi.

► Más tarde surgieron los primeros organismos capaces de realizar una fotosíntesis "esencial" o la "fotosíntesis oxigénica", bacterias a las que se ha denominado como cianobacterias[4], y que podían producir [emitir] oxígeno molecular [O₂] en grandes cantidades, que aunque inicialmente generó una crisis ecológica o extinción masiva entre los microorganismos anaerobios entonces dominantes, para los que el dioxígeno es tóxico.

Con bastante fundamento científico se sabe ya, que la intensa actividad volcánica unida a la radiación solar[2] ultravioleta pudo hacer evolucionar estas células primigenias, al desencadenar reacciones químicas, que partiendo de las moléculas más simples como el metano y el amoníaco, como se produce en muchos hábitats de la superficie terrestre o zonas como las chimeneas volcánicas submarinas conocidas como «fumarolas negras». Estos extremófilos[8] o organismos “amantes de las condiciones de vida extrema”, evolucionaron progresivamente [y lo siguen haciendo], a moléculas más complejas a lo largo de cientos de miles o millones de años.

Bacterias Procariotas

1.  ABIOGÉNESIS: se denomina así al proceso natural del surgimiento o origen de la vida, a partir de la no existencia de ésta, es decir generándose de materia inerte como simples compuestos orgánicos. El hallazgo de restos de microorganismos en rocas sedimentarias ferruginosas en el cinturón de Nuvvuagittuq en el Quebec [Canadá]  en un período entre los 4.280 y los 3.700 mill.años, ha proporcionado la evidencia directa de la aparición de una de las formas de vida más antiguas de la Tierra. Se trata de restos de bacterias filamentosas que metabolizan el hierro, representando las formas de vida más antiguas reconocidas del planeta, que formaban parte de un sistema de ventilación hidrotermal o fumarolas ricas en hierro, que proporcionaba un habitat para estas primeras formas de vida.

2.  RADIACIÓN SOLAR: es el conjunto de las radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de unos 6.000ºK o 5.727ºC, en cuyo interior se producen reacciones de fusión nuclear que se traduce en una pérdida de masa que se transforma en energía. Esta energía liberada la emite el Sol al exterior mediante radiación solar, que se distribuye desde la banda del infrarrojo hasta el ultravioleta. Esta irradiación la distribuye el Sol “radialmente” en torno a su esfera, por lo que no toda esta radiación llega a la superficie de la Tierra. Además las ondas ultravioletas mas cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera terrestre. Por lo tanto la radiación solar que llega a la Tierra es la Irradiancia, que mide la potencia por unidad de superficie que alcanza la Tierra, siendo esta unidad el W/m² o vatio por m². En números absolutos la radiación solar que recibe la Tierra es de 63.450.720 W/m². La energía que llega al exterior de nuestra atmósfera terrestre, perpendicular mente a su superficie, se establece en una cantidad fija llamada “constante solar” = 1.373 W/m² según la escala del World Radiation Reference Centre o WRRC,y de 1.353 W/m², según fuentes de la NASA, siendo esta cantidad variable durante el año en un ±3% como consecuencia de la “elipticidad de la órbita terrestre” en torno al Sol. Ello quiere decir que su radiación aumenta en órbitas más circulares y disminuye en órbitas más elípticas, lo cual es otro factor a contemplar de cara a los cambios climáticos.

Las cianobacterias[4],

conocidas por su morfología y funcionamiento como algas verdeazuladas o cloroxibacterias, se sabe con certeza por sus restos fosilizados, que se desarrollaron a partir de los 3.900 millones de años en grandes colonias en las zonas húmedas, fangales y esteros del planeta Tierra. Esa existencia y antigüedad ha sido ya demostrada por sus formas fósiles o estromatolitos[3] descubiertos en diversos puntos del planeta [no confundir la forma "fósil" o estromatolitos[3] con las cianobacterias[4] o forma "viva", como hacen algunos divulgadores].

La primera “prueba indiscutible” y diversificada de la existencia de vida, está datada hace unos 3.480 mill.años, y ha consistido en la formación de los fósiles de los tapetes microbianos encontrados en la piedra arenisca de Australia. Otras evidencias físicas se han obtenido de sustancias biogénicas incluyendo grafito y de los estromatolitos [de 3.700 mill.años] obtenidos del sudeste de Groenlandia y en los restos bióticos en rocas [de 4.100 mill.años] en el oeste de Australia.

Este abanico por lo tanto viene a  definirnos que entre los 4280 y los 3.480 mill.años puede establecerse el período de la posible aparición de la vida en el planeta.

Pertenecientes al dominio Archaea, las cianobacterias[4] son casi sin excepción bacterias de carácter unicelular, llamadas también por la ciencia como Procariontes o Organismos Procariotas[7]. Indiscutiblemente esta aparición de la vida se encuentra, como hemos citado, intrínsicamente unida con la existencia de agua en el planeta, y a la de su condensación en vapor hubiera podido formar una atmósfera, quizás no “inicialmente” habitable para los seres vivos, pero sí viable a estas formas de vida "extrema".

Las cianobacterias[4] se caracterizaban por contener pigmentos clorofílicos como las plantas, que las confería la capacidad de realizar una función “única y vital” para la aparición de la vida, la de la fotosíntesis[5] es decir, estas cianobacterias[4] tenían la capacidad de:

«La fotosíntesis[5] oxigénica es la conversión de la materia “inorgánica” en materia “orgánica”, gracias a la energía captada de la luz solar, desprendiendo en esta conversión dos fenómenos esenciales: desprender durante las horas diurnas el oxigeno [O2] y fijar y absorber el CO2 atmosférico, durante las horas nocturnas»

Por lo tanto estos primeros organismos vivos fueron los responsables de generar medioambientalmente el oxígeno [O2], cuya presencia en la composición de gases que conforma la atmósfera del 21%,  ha sido otra de las bases fundamentales para la aparición de la vida en el planeta y la formación de su «atmósfera».

Pero las cianobacterias[4] NO sólo tenían la capacidad de realizar la fotosíntesis[5], como he citado anteriormente, sino que poseían además componentes hidrosolubles, proteínas, ADN y metabolitos solubles en agua, que como el tiempo ha demostrado con el paso de cientos de millones de años, se convirtieron  en “capacidades” fundamentales para su propia evolución.

Científicamente ya ha quedado probado, que de manera casi idéntica a toda la vida conocida [excepto algunos virus y priones], las cianobacterias usaron el ADN como su «replicador» común. Es más, ése ADN se convertiría a partir de esos momentos iniciales de transformación, en ese «replicador» necesario para que «la vida» se multiplicase y progresara en medios tan hostiles como los que existieron en los momentos iniciales del planeta. La replicación de ADN es el mecanismo que permite al ARN[6] "duplicarse", es decir hacer una copia idéntica del ser vivo.

Wiilliam Schopf de la Universidad de California Los Angeles [UCLA], en 2002 publicó un artículo en la revista Nature, sobre los "estromatolitos o camas[3]" del Precámbrico en la Formación Siyeh del Parque Nacional de los Glaciares [EE.UU.] defendiendo la existencia y antigüedad de estos fósiles de hace unos 3500 millones de años. En el artículo se establece la presencia de formaciones de estromatolitos[3] que eran colonias formadas en aguas someras por las cianobacterias[4] a partir de la fijación de partículas carbonatadas que realizaban, liberando mediante la fotosíntesis el oxígeno [hace unos 3500 millones de años] un elemento esencial para la vida, "transformando" grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, y produciendo moléculas ricas en energía como los carbohidratos.

1.   ESTROMATOLITOS [o CAMAS]: son formas de la célula primitiva (del griego strōma = cama/alfombra y litho = piedra). Son estructuras carbonatadas estratificadas que tienen formas diversas, que se han formado en aguas someras por la captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de las primeras células vivas, las Cianobacterias.

2.  CIANOBACTERIAS: comprende a esas bacterias que tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis con desprendimiento de oxígeno, como las plantas, conformándose en grandes colonias. Son las únicas bacterias procariontes o organismos procariotas que se caracterizan por poseer componentes intracelulares hidrosolubles en el agua, es decir tener proteínas, ADN y metabolitos solubles en agua. También se las denomina como algas verdeazules, verdeazuladas o cloroxibacterias [solo se conoce el género Prochloron, que son organismos que realizan la fotosíntesis oxigénica, pero no son organismos procariotas, son unicelulares, esféricos e inmóviles de tamaño entre 6-24 micras] debido a contener pigmentos clorofílicos que le confieren un color característico dada su similitud, morfología y funcionamiento de las algas. Estas células miden unos pocos micrómetros de diámetro, pero son mayores que las otras bacterias.

3.  FOTOSÍNTESIS: La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz solar. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química estable. De todas las células eucariotas, únicamente las fotosintéticas presentan cloroplastos, poseen unos orgánulos que usan la energía solar para impulsar la formación de ATP y NADPH, que son compuestos utilizados con posterioridad para el ensamblaje de azúcares y otros compuestos orgánicos.

4.  ARN mensajero [ARNm]: El ARN mensajero es el ácido ribonucléico que contiene TODA la información genética (el código genético del organismo) procedente del ADN del núcleo celular a un ribosoma en el citoplasma, es decir, el que determina el orden en que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa como plantilla o patrón para la síntesis de dicha proteína. Se trata de un ácido nucléico monocatenario, al contrario del ADN, que es bicatenario (de doble hebra helicoidal).

Agrupación de Bacterias Procariotas

La FOTOSÍNTESIS[5] o Función Clorofílica,

es la transformación de la materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía aportada por la luz.

Fue una función esencial para que se produjera el inicio de la vida y su continuidad en nuestro planeta, estando unido esencialmente a la función clorofílica, proceso que se genera cuando la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo la coenzima NADPH y el nucleótico ATP las primeras moléculas en la que queda almacenada esta energía química. En el proceso que le sigue a continuación, el poder "reductor" del NADPH unido al poder energético del ATP realizan la síntesis de los hidratos de carbono a partir de la "reducción" del dióxido de carbono [CO₂].

Entre todas las células eucariotas[7] [de las que hablaremos más adelante], únicamente las fotosintéticas presentan unos orgánulos denominados cloroplastos, que como hemos citado usan la energía de la luz para generar en impulsar la formación de NADPH y ATP, compuestos vitales para el ensamblaje de azucares y otros compuestos orgánicos. Las células eucariotas[7] al igual que en la mitocondria de la célula, cuentan con su propio ADN y se han originado a partir de bacterias simbióticas intracelulares. Entrar en su proceso complejizaría el objeto de estas páginas.

Se debe a Julius von Sachs fitólogo-botánico alemán la formulación de la ecuación básica de la fotosíntesis[5]:

La vida por lo tanto en nuestro planeta se inicia y se genera gracias a la fotosíntesis[5] que se origina en sus dos medios:

► En el "medio acuático": las algas, las cianobacterias[4], las bacterias rojas y púrpuras y las bacterias verdes de azufre.

► En el "medio terrestre": serían las plantas las que tendrían esa función, con capacidad sintetizadora de la materia orgánica a partir de la luz [esencial para la formación de los seres vivos], así como de la materia inorgánica.

Se cita como dato actual que los organismos fotosintetizadores cada año en el planeta, fijan en forma de materia orgánica, en del entorno de los 100.000 millones de toneladas de carbono.

1.   CÉLULAS PROCARIOTAS y EUCARIOTAS: La células Procariotas,son unicelulares, pertenecientes al dominio Archaea, fueron las primeras células vivas en el planeta y se han descubierto fósiles con una antigüedad de 3500 mill. años, sufriendo a lo largo del tiempo una gran diversificación. A lo largo de los milenios sufrieron un lento proceso evolutivo que las llevó hacia los 1500 mill. años a convertirse en células Eucariotas. Las células Procariotas no poseen un núcleo celular diferenciado, es decir su ADN no se encuentra confinado en el interior del núcleo, sino que se encuentra libremente situado en el citoplasma. Esta es la diferencia con las Eucariotas, pluricelulares, en las que su ADN se encuentra siempre dentro de un compartimento separado del resto de la célula.

Procariotas algas verdeazuladas

Primeros indicios de VIDA:

Las bacterias Procariotas y Eucariotas[7]

Las primeras formas de vida conocidas son las bacterias o microorganismos procariotas[7] de un tamaño entre los 0,5 y 5 µm, de unos pocos micrómetros de longitud y de formas muy variadas. Las bacterias que pudieron surgir tan tempranamente como hace 4410 mill.años, fueron células procariotas[7] situadas dentro de la escala temporal del planeta “muy poco después” de que los océanos se formaran, es decir unos 160 mill.años después de que el planeta surgiera.

Esta división justifica las grandes diferencias que presentan a nivel bioquímico y genético, y considero necesario incluir una mínima definición de estos organismos:

► Bacteria Prokaryota, procariotas o procariontes[7]:

Son bacterias unicelulares con una dimensión típica entre 1 y 7 μm de longitud y 0,2–2,0 µm de diámetro, que como hemos citado no presentan núcleo celular, mitocondrias, ni otros orgánulos. Son microorganismos que sólo poseen un cromosoma[12] al que se denomina nucleoide, tiene una reproducción asexual por fisión binaria, una gran diversidad de metabolismos y una gran variedad de especies que se encuentran adaptadas a todos los habitats, incluso a los más extremos. Estos microorganismos procariotas[7] carecen de núcleo definido y presentan orgánulos membranosos internos.

Sus dominios evolutivos las han clasificado en dos grupos  perfectamente diferenciados: Bacterias y Archaea.

De alguna forma como veremos, las bacterias Procariotas dieron paso a las Eucariotas pluricelulares que se sitúan en el origen de la Vida.

Son los organismos más abundantes del planeta, encontrándose en todos los hábitats tanto terrestres como acuáticos. Aparecen y crecen desde puntos tan extremos como las fumarolas calientes y ácidas de los volcanes submarinos, en desechos radiactivos, y tanto en las profundidades del mar como en las de la corteza terrestre, por su supervivencia en medidos y condiciones extremas se los denomina genéricamente como extremófilos[8]. Se ha constatado ya su existencia en el espacio exterior, un espacio considerado “teóricamente” no habitable.

Son esenciales e imprescindibles para la conformación de los llamados ciclos biogeoquímicos, como por ejemplo la “fijación” del nitrógeno atmosférico que ha sido esencial para la vida, así como en la formación del oxígeno atmosférico, como hemos definido al hablar de la función de la fotosíntesis[5] que tienen las cianobacterias[4].

Entre la Bacterias existen múltiples grupos de filos candidatos, uno de ellos por ejemplo son los Aminicenantes que se encuentran en una gran variedad de ambientes, abundando principalmente en los ambientes contaminados por hidrocarburos, seguidos de los habitats “marinos” como los respiraderos hidrotermales y microbiomas asociados a los corales, así como en habitats “acuáticos” pero “no marinos” como por ejemplo en las aguas subterráneas y en los manantiales.

Los tipos existentes de Bacterias son casi incalculables y sus Filos o “tronco o tipo de organización”, los incluyen en la taxonomía[9] de todos los seres vivos.

Las teorías más aceptadas establecen que los primeros seres vivos fueron procariontes coincidiendo con el inicio del eón Arcáico. Que pudieron habitar en un océano caliente o "caldo primigenio" o en las fuentes hidrotermales volcánicas en medio de la oscuridad abisal de los océanos. El flujo del calor interno de la Tierra en ésa época pudo ser más de tres veces el actual, al que se uniría as temperaturas generadas por una actividad volcánica considerablemente más alta, con numerosos puntos calientes o plumas mantélicas[10], lavas eruptivas muy calientes como la komatita[11] que derivan del manto terrestre e inusuales hoy en día, pero que fueron usuales en el Precámbrico.

Las Bacterias tienen la capacidad de "olfatear" y reaccionar al amoníaco en el aire-Universidad de Newcastle

► Bacterias Eucaryotas, Eucariotas o Eucariontes[7]:

Son organismos que constan de una o más células eucariotas, abarcando desde los organismos unicelulares hasta los pluricelulares, y en los que las diferentes células que los integran se encuentran especializadas por tareas y no pueden sobrevivir de manera aislada.

Poseen un citoplasma compartimentado por membranas, distinguiendose la existencia de un núcleo celular en el que está contenido el material hereditario, incluyendo el ADN que es la base de su existencia. Se distinguen así de la células procariotas que carecen de núcleo, por lo que su material genético se encuentra disperso en su citoplasma.

El paso de las bacterias procariontes a las eucariontes significó el gran salto a la complejidad de la VIDA, y posiblemente haya sido el gran salto de la evolución al dar paso a los seres pluricelulares. De no haber sido así, la VIDA se habría limitado al desarrollo de un conglomerado de bacterias de carácter unicelular.

El imperio eucariota integra los Reinos de: animales, plantas, hongos y proctistas, son el resultado de ese salto cualitativo en la evolución, presentando una estructura común a nivel molecular de lípidos, proteínas y genoma [ADN], aunque existen diferencias esenciales entre las células de estos tres reinos. El éxito de las células eucariotas posibilitó las posteriores adaptaciones de la vida que han desembocado en la inmensa variedad de especies existentes en la actualidad.

En síntesis los organismos eucariontes incluyen a la inmensa mayoría de los organismos extíntos y morfológicamente reconocibles por la paleontología.

Creo necesario establecer para el lector una mínima síntesis de esa unidad básica de todos los organismos que es la Célula, así:

► En casi todas las células eucariotas animales y vegetales, el Núcleo es el órgano más sobresaliente, que a su vez incluye el Nucléolo [ver imagen], así:

■ El Núcleo está rodeado por una envoltura nuclear, una doble membrana que rodea completamente el orgánulo y la separa del citoplasma. Es de forma esférica y mide unos 6 µm [micrómetros] de diámetro. Es la parte esencial de la célula porque alberga las moléculas lineales de ADN y proteínas, que a su vez se encuentran organizadas en «cromosomas[12]», que aunque aparecen dispersos, están dispuestos en pares idénticos.

Los «cromosomas[12]» son difíciles de identificar por separado al encontrarse retorcidos y enmarañados, pero justo en el momento anterior al que la célula se divide, se condensan y adquieren grosor y una estructura independiente fácilmente detectable.

Es esencial también saber que el ADN del interior de cada «cromosoma[12]», se corresponde a una molécula única, muy larga y arrollada que contiene «las secuencias lineales de los genes», que encierran todas las instrucciones codificadas que permiten la construcción de las moléculas [proteínas] y el ARN necesario para producir LA COPIA FUNCIONAL DE LA CÉLULA, es decir para que se pueda realizar la mitosis de la célula.

■ El Nucléolo tiene la función de sintetizar el ARN mensajero[6] [ARNm[ y la proteína, conforme con las instrucciones contenidas en el ADN, que migran del núcleo a través de los poros. Una vez han pasado al citoplasma de la célula a través de los poros, el ARNm[6] se acopla a los ribosomas y codifica la estructura primaria en una proteína específica. Su dimensión es muy variable entre las especies animal y vegental, pudiendo oscilar entre los 1 y los 2 µm [micrómetros] de diámetro.

1.   EXTREMÓFILOS: es un microorganismo o organismo que vive en condiciones ambientales extremas. La mayor parte de los extremófilos son microorganismos, y existen entre las archaeas, entre las bacterias procariotas y las eucariotas, han colonizado los ambientes más extremos, mortales para los seres pluricelulares, aunque existen también entre los organismos pluricelulares como los basófilos que son igualmente extremófilos. Su variedad es inmensa habiendo colonizado los ambientes más extremos del planeta, citando algunos como ejemplo: Xerófilos, Acidófilo, Alcalófilo, Barófilo, Halófilo,Criptoendolitos; Litoautrótofos, Metalotolerantes, Oligotrofos, Osmófilos, Psicrófilos, Rodófilos Termófilos, Tardígrados, etc.

2.   TAXÓN, TAXONES o TAXONOMÍA: “grupos” en los que se clasifican los seres vivos, estructurándose en base a una jerarquía de inclusión, en la que un grupo abarca a otros menores y a su vez está, subordinado a uno mayor. A los grupos se les asigna un rango “taxonómico o categoría taxonómica” que acompaña al nombre propio del grupo. En Biología un taxón es un grupo de organismos emparentados, que en una clasificación han sido agrupados, asignados con un nombre latino, una descripción si es una especie, y un tipo. Normalmente se le asigna de manera asociada también el nombre/es del autor/es que lo han realizado/descubierto.

3. PLUMAS MANTÉLICAS o PUNTOS CALIENTES: la teoría establece que en el límite del Núcleo externo con el Manto inferior, el efecto de la “convección” hace ascender lo que se denomina plumas del manto en forma de diapiro. El ascenso de las plumas se produce debido al calentamiento del manto inferior por convección del calor del núcleo terrestre, que forma así una capa de manto gravitacionalmente inestable que saldría a flote en forma de diapiro, y que al llegar a la corteza generaría grandes trapps o inundaciones basálticas. Hoy día se sabe que las plumas del manto “no siempre son fijas” y que su origen no es siempre en el Manto inferior. Las plumas del manto fueron propuestas como teoría en 1971 por el geofísico estadounidense William Jason Morgan, para explicar la aparición de puntos calientes bajo la Litosfera.

4. KOMATITA: es una roca volcánica formada a partir de una lava extremadamente caliente, fluída y rica en magnesio, que deriva del Manto terrestre. Su formación se produjo en erupciones en el Precámbrico. Una muestra fue descubierta en 1969 en Sudáfrica, aunque también se han obtenido una muestra de 9 cms. de largo en el cinturón de Rocas Verdes de Albitibi, próximo a Englehart, Ontario. CANADÁ.

5. CROMOSOMA: Orgánulo en forma de filamento que se halla en el interior del núcleo de una célula eucariota y que contiene el material genético: el nº de cromosomas es constante para las células de una misma especie. En Biología se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante el proceso de las divisiones celulares (mitosis y meiosis). En las células eucariotas y en las arqueas (a diferencia que en las bacterias), el ADN siempre se encontrará en forma de CROMATINA, es decir asociado fuertemente a unas proteínas denominadas histonas.

“LUCA” el Eucariota primer habitante del planeta

En 1953 cuando Francis Crick y James Watson junto a otros investigadores, presentaron el modelo de la estructura del ADN, se hizo patente por primera vez el hecho de que tuvo que existir un solo ancestro universal.

Posteriormente el ADN sería completado con la determinación de la estructura del ARN[6] por otros investigadores entre los que se encontraba el español Severo Ochoa, que recibió por su trabajo sobre la enzimotología de la síntesis del ARN[6], el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1959.

El código genético había aparecido para la ciencia, y su secuenciación culminó con el Proyecto Genoma Humano que fue presentado en abril de 2003.

Hoy se sabe que hay unas determinadas caracteristicas que son comunes a todos los seres vivos, ya que "todos" poseemos el mismo código genético, lo que ha venido a demostrar la existencia de un "orígen común".

Según las teorías más actuales, en los tiempos primigenios del eón Arcáico se produjo un proceso de «simbiogénesis[6]» entre una Bacteria y una Arquea que se estima que vivió hace alrededor de 3500 mill. de años, pudo dar origen a ese Último Antepasado Común Universal [Last Universal Common Ancestor], que ha sido denominado como LUCA por sus siglas.

LUCA es ese hipotético primer ser vivo que evoluciona y se reproduce, al que se considera como el antepasado común más reciente del conjunto de todos los seres vivientes, incluso de los conocidos como fósiles. Aquí abro un paréntesis para recordar que estamos hablando de ese primer organismo animal y vegetal,que sería la BASE celular que generaría los cinco Reinos, pero de los organismos "no pensantes".

Anillo de la VIDA

Tendrían que transcurrir algunas centenas de miles de años, para que tras un lento proceso evolutivo, hacia los 3.500 millones de años, este proceso llevaría a las células procariotas [unicelulares] a convertirse en células eucariotas [pluricelulares]. Como vemos, este transito evolutivo fue fundamental para que la vida progresase.

Ese «transito» o evolución de las bacterias Procariotas y su conversión en Eucariotas[7], significó el «gran salto» a la "complejidad" de la formación de la vida, y un paso esencial en la evolución. Sin este paso, sin la complejidad de esta transformación, no hubieran sido posibles otros pasos ulteriores ni la aparición de los Reinos de los «seres pluricelulares», que poblarían la Tierra.

A partir de ese momento las células Eucariotas o Eucariontes, formarían los cinco Reinos de los seres vivos que han llegado hasta nuestros días y como expuse en el preambulo de la Etiqueta 82 al hablar de la TELOMERASA:

La VIDA que surgió en el planeta se desarrolló en cinco grandes REINOS que quedan sintetizados en el Cuadro adjunto, así:

  

 ETIQUETA 82- http://juan-adia.blogspot.com/search/label/082%20-%20LA%20TELOMERASA%20%C2%BFES%20LA%20ENZIMA%20DE%20LA%20INMORTALIDAD%3F.%20LA%20CIENCIA%20CADA%20D%C3%8DA%20MUCHO%20M%C3%81S%20CERCA

Preguntas incontestadas sobre la aparición, desarrollo y transcendencia de la “Vida”

Para finalizar este apartado sobre la aparición de la vida en el planeta, hay preguntas  que deseo hacerme en voz alta, que me “maravillan más que la propia aparición de la vida”, y que siempre me he planteado y sigo sin obtener respuesta:

► ¿Por qué entre los cientos de miles de animales, sólo ha surgido UNA SOLA especie de animal “racional, pensante” ?, ¿por qué sólo ha aparecido UNA?.

Según ultimas investigaciones, el homo sapiens NO es una etapa "evolutiva" de los homínidos, sino una especie diferente que surgió en la Tierra. Es decir, Darwin se equivocó sobre nuestro origen, el hombre no viene de un proceso evolutivo de los Hominidos. Este nuevo descubrimiento científico podria responder a mi pregunta sobre la existencia del homo sapiens, pero no sobre cómo apareció en el planeta.

► ¿Por qué entre los primates homínidos, con un casi 99% de similitud en su ADN con los seres humanos, y a pesar de los miles de millones de años de la darwiniana evolución, ”ninguna” de sus especies ha llegado a alcanzar el raciocinio del “homo sapiens”?.

► ¿Por qué y cómo ha aparecido esa biocenosis[13] en la Tierra, ésa inmensa diversidad de organismos vegetales o animales que han coexistido en el planeta miles de millones de años, y han generado ésa inmensa entidad biótica[14] de la vida que la puebla?.

La Biogénesis[15] tiene que adentrarse mucho más en el estudio de ése origen de los seres vivos.

► ¿Qué leyes no escritas lo ordenan todo y cómo en los miles de millones de años, tras extinciones masivas, siempre la VIDA ha surgido de nuevo?.

Siempre he pensado que TODAS estas preguntas y otras muchas más. En toda esa inmensa CREACIÓN DE VIDA y de energía cósmica, debe tener una explicación "razonada" y no "casual", y obedecer necesariamente a unas reglas predeterminadas que sean "algo más" que unas reglas físicas y matemáticas sin autoría. También creo que alcanzar una respuesta hoy, se encuentra fuera de la capacidad del hombre actual.

La versión imperante actual de la Teoría de Cuerdas ha establecido la posibilidad física de la existencia de un Multiverso[16] que podría estar formado por un numero que puede alcanzar los 10⁵⁰⁰, es decir, de un 10 seguido de 500 ceros,… ¿encontraremos la “explicación” en este Multiverso[16]?.

1. BIOCENOSIS: Llamada también la comunidad biótica, es el conjunto de los organismos vivos y sus especies, y el espacio ambiental que genera su supervivencia.

2. BIÓTICAS [Entidades]: son los organismos que tiene “vida”. Pueden referirse tanto a los de la fauna como a los de la flora, y a sus posibles interacciones. Son organismos con características fisiológicas específicas, les permiten su supervivencia y reproducción dentro de un ambiente específico. Los factores bióticos se clasifican en: 1-“Productores” o autótrofos: son organismos capaces de fabricar o sintetizar sus propios alimentos a partir de sustancias inorgánicas como el dióxido de carbono, agua y sales minerales. Su ejemplo son las “plantas”. 2- “Consumidores” o heterótrofos: son organismos incapaces de producir alimentos, por lo que se dedican a digerir los sintetizado. Un ejemplo son los “animales” y 3- “Descomponedores”  o organismos que se alimentan de materia orgánica descompuesta. Entre ellos tenemos muchos ejemplos con las levaduras, hongos, bacterias y los organismos celulares y pluricelulares.

3. BIOGÉNESIS: Es la teoría o conjunto de teorías científicas que estudian el origen de los seres vivos. Es el procesos fundamental de los seres vivos que produce o genera “otros seres vivos”, por ejemplo los insectos ponen huevos delos cuales salen más insectos. El principio de la Biogénesis establece: que la vida solamente se puede originar de una vida preexistente.

4. MULTIVERSO: término  acuñado por William James, que se usa para definir los posibles múltiples universos existentes o el conjunto de universos en un solo universo. El universo observable o local, al tener una geometría plana, nos adentra en la suposición de que el universo total sea mucho más grande o pidiera ser infinito.Todas las hipótesis sobre el Multiverso son coincidentes en que “comprende todo lo que existe”: la totalidad del espacio y del tiempo; todas las formas de materia, energía y cantidad de movimiento, y las leyes físicas y las constantes que las gobiernan.

ScienceMag. En agosto de 2017 se han recogido muestras de hielo con una antiguedad de hace 2700 mill.años, que pueden servir para analizar las burbujas existentes de la atmósfera del planeta primigenio incluidas en su masa

► Seguirá en la 16@ PARTE, Etiqueta 111

109-14@. LA TIERRA “una historia interminable”. HITOS 5º y 6º: El Bombardeo Intenso Tardío [LHB] y las Inversiones de “Polaridad” terrestre

La verdadera naturaleza de las cosas, eso es algo que nunca sabremos de verdad, nunca

Albert Einstein [1879-1955]. Científico alemán nacionalizado estadounidense

5º HITO: Hace unos 3920 mill.años:

El “Bombardeo Intenso Tardío” [LHB]

Uno más de los fenómenos que han marcado la evolución de la Tierra fue el Bombardeo Intenso Tardío [LHB, siglas en inglés del Late Heavy Bombardment], también llamado como Cataclismo Lunar por los efectos que se produjeron en nuestro satélite.

En el entorno del período entre los 4.100 y los 3.800 mill.años, tanto la Tierra como la Luna y otros muchos cuerpos del Sistema Solar “interior”, los denominados como planetas interiores [Etiqueta 097], se vieron sometidos a los impactos constantes y violentos de grandes asteroides, siendo este período el causante de la mayor parte de los cráteres que hoy observamos en la Luna y en Mercurio. Recientes descubrimientos del Lunar Science Institute de la NASA han “aumentado” ese espacio de tiempo en el que se produjeron tales bombardeos, que inicialmente se había considerado como un período de unos 200 millones de años, pero que hoy se sabe que se pudo prolongar realmente mucho más tiempo, abarcando hasta los 1.800~2.000 millones de años.

ETIQUETA 097-http://juan-adia.blogspot.com/search/label/097%20-%202%40.LA%20TIERRA%3A%20%E2%80%9Cuna%20historia%20interminable%E2%80%9D.%20El%20Sistema%20Solar.%20%C2%BFEs%20Phattie%20el%20noveno%20planeta%3F.%20La%20Ecuaci%C3%B3n%20Drake%20y%20la%20Ley%20de%20Titius-Bode

La constatación y verificación inicial de que se había producido realmente el Bombardeo Intenso Tardío, tiene su origen en las misiones Apolo de los años 70. Serían las muestras de rocas lunares traídas en las misiones Apolo [326 kgs. de rocas] las que confirmaron este hecho. Las muestras fueron analizadas mediante la datación radiométrica[1], es decir midiendo en ellas la concentración de los isótopos[2] inestables a través del uranio-238, cuya media de semidesintegración es de unos 4.470 mill.años, y con el uranio-235 cuya vida media es de unos 700 mill.años, lo que los convierte en muy útiles para la estimación de la edad de la Tierra y de los materiales y rocas primigenias que la formaron. Estas muestras de las misiones Apolo también servirían para desentrañar el misterio sobre el origen de la Tierra, el impacto de Theia y la formación de la Luna, como hemos visto.

Esta lluvia de asteroides y meteoritos, inicialmente "apocalítica" y posteriormente más espaciada en el tiempo hasta casi los 2.000 mill.años, sometió a la superficie terrestre y lunar a un intensísimo bombardeo que la cubrió de cráteres, reactivó la actividad volcánica terrestre por el efecto de estos impactos, y generó de nuevo una inmensa cantidad de energía térmica en el planeta, elevando nuevamente las temperaturas existentes en la superficie terrestre.

En el caso de la Tierra, es difícil establecer los efectos que tales impactos produjeron sobre la superficie terrestre dada la formación inicial de su corteza y sus transformaciones posteriores; la superficie que en esos momentos los océanos cubrían casi del 90% del planeta; las escasas evidencias que han llegado a nuestros días, y en suma la gran orogénesis[3] que ha sufrido la corteza terrestre a lo largo de los miles de millones de años posteriores tras la conformación de los Supercontinentes.

Para intentar establecer dichos efectos en la Tierra, se han extrapolado los efectos producidos sobre nuestro satélite en el mismo período, y se ha llegado a la conclusión de que el LHB pudo causar decenas de cráteres de más de 1000 kms. de diámetro, varios pudieron alcanzar más de 5000 kms., y unas decenas de miles de menor tamaño con más de 20 kms. de diámetro.

El LHB se produjo al mismo tiempo en nuestro satélite la Luna quedando hasta el día de hoy sus impactos, que por carecer de atmósfera no han sufrido casi erosión, es decir, no tiene clima y no tiene viento. Tampoco tiene una actividad tectónica de placas[4], es decir su corteza no se desplaza ni se transforma, y aunque tuvo inicialmente actividad volcánica, en la actualidad carece de un vulcanismo activo hace miles de millones de años. Todo ello ha permitido que los miles de impactos sobre su superficie hayan permanecido hasta el día de hoy, pudiendo por ejemplo observar en su hemisferio sur el espectacular cráter Tycho de un diámetro de 85 kms. pero con una profundidad media de 4,8 kms..

La sonda LRO [Lunar Reconnaissance Orbiter] con mediciones laser de una alta resolución y una precisión vertical que alcanza los 10 cms., ha generado en 2010 una mapa topográfico con 5.185 cráteres lunares de diámetros igual o superiores a los 20 metros.

Recientemente en una publicación de la revista Nature, se ha verificado la evidencia de estos impactos [LHB] sobre la Tierra a partir del análisis de finas capas de roca que contienen los restos casi esféricos o esferulas o esferulitos de impacto[5] de granos de arena del tamaño de gotas. Estas gotas fundidas fueron expulsadas al espacio tras los impactos y endurecidas cayeron a la Tierra, dando lugar a estas capas de sedimentos finos detectadas en la superficie terrestre.

William F. Bottke, es el investigador principal del Instituto de Investigación del Sudoeste [Southwest Research Institute o el SwRI] en Colorado, ha analizado la “huella digital” dejada por estos megaimpactos, y ha manifestado: ”estas capas hablan de un período intenso de bombardeo de la Tierra, cuyo origen en el tiempo ha sido un misterio”.

Bottke concluye su trabajo afirmando que ese gigantesco bombardeo duró más de lo que se pensó en un principio, conclusión obtenida del analisis de las esferulas[5] procedentes de estos impactos. Al menos se han localizado siete capas de estos restos de rocas volatilizadas que se formaron entre los 3230 y los 3470 mill.años; otras cuatro capas se han datado entre los 2490 y los 2630 mill.años y otras más entre los 1700 y los 2100 mill.años. Esto establece la existencia de que el LHB se pudo dilatar durante más de 1700 mil.años.

1.  DATACIÓN RADIOMÉTRICA: es el procedimiento técnico empleado para determinar la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos. Existen varios métodos, el más conocido es por la datación por el carbono radiactivo, que se basa en la desintegración del isótopo carbono 14. El caso más simple es en el que un isótopo “padre” se desintegra en un isótopo “hijo” estable, y aplicando una expresión matemática que relaciona los períodos de desintegración y el tiempo geológico, se sabe la “edad” de la muestra. Las muestra recientes se pueden datar por el carbono-14, cuya vida media es de 5.700 años, mientras que en el caso de rocas se pueden utilizar otros dos isótopos: el uranio-235 con una vida media de 700 mill.años o el uranio-238 cuya vida media es de 4.500 mill.años. La datación Radiométrica se viene utilizando desde 1905, tras ser inventada por Ernest Rutherford.

2.  ISÓTOPOS: se denomina así a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleo tiene una cantidad diferente de neutrones, difiriendo por lo tanto en su número másico. Todos los isótopos tienen pues el mismo número atómico, pero difieren en el número másico. Si esta relación entre el número de protones y de neutrones no es la misma, el elemento no tiene estabilidad nuclear y por lo tanto el isótopo es radiactivo.

3.  OROGÉNESIS: Es el proceso de formación de las montañas y cordilleras, y los plegamientos o deformaciones que se producen en la corteza terrestre. Es el proceso geológico por el cual la corteza terrestre por el efecto de un empuje, se acorta y se pliega en un área. Las orogenias están acompañadas por la formación de cabalgamientos y/o plegamientos. Un ejemplo lo tenemos en la formación de la cordillera de los Alpes que procede del continente africano y que se debió a la convergencia de las placas continentales africana con la europea, originando enormes plegamientos en primer lugar en el sentido norte y oeste, y más tarde en sentido sur y este.

4.  TECTÓNICA DE PLACAS: es la teoría geológica que explica la forma en que se estructura la Litosfera en placas que se deslizan sobre el manto terrestre fluido, así como sus interacciones. Explica también la orogénesis o formación de las cadenas montañosas, el estudio de los terremotos y de los volcanes que se sitúan y concentran en zonas tectónicas del planeta.

5.  ESFERULAS o ESFERULITOS DE IMPACTO: cuando una gran objeto extraterrestre choca con la Tierra a velocidad cósmica, funde y vaporiza los materiales silicatados de la superficie, que se pueden condensar en partículas “altamente esferoidales”, del espesor de una grano de arena, depositándose en el entorno del punto de impacto. Estas esférulas están completamente formadas por material vítreo, o por una combinación de material vítreo y cristales recrecidos en el aire. Cuando estas microesferulas se encuentran formadas por materiales metálicos como el hierro o hierro-níquel se denominan micrometeroritos y suelen estar combinadas con las esferulas formadas con materiales silicatados, estando sus dimensiones en el rango de decenas de micras hasta alcanzar el milímetro.

Imagen de la cara oculta de la Luna. Sonda LRO

La Teoría del Planeta V

Los astrónomos de la NASA John Chambers y Jack Lissauer en la Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria celebrada en 2002, elevaron una hipótesis sustentada sobre la base de simulaciones numéricas y modelos matemáticos que encajan muy bien con los datos que se tienen, pero que no son una prueba concluyente sobre la existencia del LHB, ni una explicación sobre el Planeta V.

Han planteado Chambers y Lissauer la posible existencia de un planeta rocoso al que denominaron Planeta V, que hace unos 4000 mill.años ocuparía una órbita inestable alrededor del Sol y podría haber estado situado entre Marte y el cinturón de Asteroides.

Chambers manifestó que “este planeta extra se formó en una órbita de baja excentricidad, la cual fue de larga duración, pero inestable” en su órbita.

Según Chambers, hace unos 3900 mil.años el Planeta V pudo resultar perturbado en su órbita por las interacciones gravitacionales con los otros planetas interiores del Sisema Solar. A consecuencia de ello pudo pasar a tener una órbita excéntrica que cruzaba el cinturón de Asteroides[6] interior [entonces con una cantidad mucho mayor de asteroides y otros materiales de dimensiones muy variables], provocando en su “pasaje” cercano a ellos, que una gran parte de estos asteroides y meteoritos fueran lanzados a órbitas que se cruzaban con Marte y que otros fueran desplazados de su órbita cayendo hacia la región del Sistema Solar interior [Etiqueta 097], en direcciones hacia los planetas como Marte, Venus, la Tierra y la Luna, y también Mercurio.

Chambers establece también que la desaparición del Planeta V pudo ser debida tras su desestabilización a su captura por el Sol, en donde se habría fundido.                  

Existen también otras "hipótesis" como la de los planetas gaseosos, o la de la resonancia orbital, que intentan justificar este bombardeo intenso y masivo en un espacio de tiempo determinado, no justificable dentro del orden constitutivo general del Sistema Solar.

Considero que la exposición de estas hipótesis nos adentraría en explicaciones que se salen del objeto de estas páginas, pero no obstante las cito para un lector curioso.

Lo que es incuestionable es que el Bombardeo Intenso Tardío es un HITO más que tuvo que establecer un antes y un después en la historia geológica de la Tierra, de nuestro satélite la Luna, y del resto de planetas que forman el Sistema Solar “interior”: Mercurio, Venus y Marte.

6. CINTURÓN DE ASTEROIDES: zona del Sistema Solar que se ubica entre Marte y Júpiter en la que se encuentra gran cantidad de asteroides. Actualmente se conocen más de 40.000 con un diámetro de más de 800 metros. El mayor de los conocidos es Ceres con 950 kms. de diámetro. En su conjunto forman un anillo alrededor del Sol.

El Bombardeo Inteso Tardío (EHB)

6º HITO: Desde hace unos 3500 mill.años

Las inversiones de la “Polaridad” terrestre:

De 1 a 5 veces cada millón de años

Una inversión geomágnética[7] o de la polaridad terrestre es el resultado del cambio de orientación del campo magnético terrestre, que se cree que se produce tras una “rápida reducción” de la fuerza existente en el campo magnético generando un cambio en la polaridad terrestre, en donde el Polo Norte y el Sur modifican sus campos generándose un cambio en el flujo magnético.

Se sabe que estas inversiones geomagnéticas[7] han ocurrido con una frecuencia que se ha estimado de 1 a 5 veces cada millón de años, lo que a lo largo de los últimos 3.500 mill.años, que es cuando se estima que tuvo su inicio el campo magnético terrestre, establecería en varios miles los cambios de polaridad que se han podido producir en la Tierra.

No obstante se ha podido verificar por mediciones paleomagnéticas[8] que la duración entre dichos cambios ha sido “altamente variable”, pudiendo “distanciarse” esos fenómenos entre sí, de los 50.000 años a centenas de miles o millones de años, como se sabe que se produjo en el espaciamiento del fenómeno sucedido entre el Cretácico largo normal ubicado entre el período Aptiano [~125,0 mill.años] y el Santoniano [86,3±0,5 mill.años].

A nivel científico se sabe que la "última" inversión de polaridad se produjo hace aproximadamente 780.000 años, con la denominada inversión magnética Brunhes-Matuyama, de la que hablaremos más adelante.

Pero ANTES QUE NADA es necesario establecer para el lector las distinción existente entre la “reversión geomagnética” y el “cambio de polar”.

            ► La reversión geomagnética es el cambio de la polaridad terrestre, es decir, cuando el polo magnético norte cambia de signo y se desplaza al polo sur, y viceversa. Tras este proceso nuestras brújulas señalarían justamente lo contrario a lo que estamos acostumbrados: la Antártida se convertiría en el polo norte y el Ártico en el polo sur.

            ► El cambio polar es un fenómeno diferente, que no tiene nada que ver con la reversión geomagnética, y que se ha producido muy pocas veces desde la formación del Sistema Solar. Se conocen un par de ejemplos de planetas en el Sistema Solar que han sufrido un cambio polar catastrófico:

» Venus, del que se sabe que gira en dirección opuesta a todos los demás planetas como consecuencia de un evento catastrófico, seguramente una colisión planetaria.

» Urano, el tercer planeta de mayor tamaño del Sistema Solar y el cuarto más masivo. Tiene su eje de rotación muy inclinado [97,77º] casi hasta coincidir con su plano de revolución alrededor del Sol, seguramente por un impacto o por los efecos gravitatorios causados por Júpiter y Saturno. Por lo tanto sus polos norte y sur se encuentran en donde en la mayoria de los planetas tienen el ecuador.

¿Cuál es el origen de la inversión geomagnética[1]?

En la Etiqueta 104 les expuse al hablar de la magnetosfera, las últimas investigaciones sobre el campo magnético terrestre o magnetosfera.

Cuando nuestro planeta gira, el hierro fundido de su núcleo externo circula libremente, obligando a los electrones libres a circular con él. La diferencia de las temperaturas entre la parte superior del núcleo externo [de unos 3.500ºC] y la zona superior del núcleo interno [de unos 6.000ºC], genera unas corrientes ascendentes y descendentes de metal líquido en el núcleo interno, asociadas a corrientes eléctricas que inducen un campo magnético. Este movimiento "convectivo[9]" de partículas cargadas, generador del campo magnético  sitúa sus polos en las regiones norte y sur, fenómeno al que es el denomina como efecto Dinamo, que es el que permite que el campo magnético generado [al igual que lo hace un imán] envuelva todo el planeta. Pero poco más sabemos.

La comunidad científica también se encuentra dividida a la hora de explicar la “causa” de las inversiones que se producen en este campo magnético. Se cree que es un aspecto “inherente” de la hipótesis de la dinamo[10], y del cómo se generan los campos magnéticos terrestres como deducción de los cáoticos movimientos del metal líquido en el Núcleo interno del planeta.

Se han realizado simulaciones por ordenador, observándose a partir de ellas, inestabilidades en las cuales el campo magnético se ha invertido de manera espontánea. Este argumento viene respaldado/sugerido por las observaciones y estudios que se han realizado sobre el campo magnético solar, el cual experimenta inversiones espontáneas en períodos entre 7 a 15 años, con una duración media entre los ciclos solares de 11 años [cuyo ciclo 1º a nivel científico se ha establecido en 1755], encontrándonos en la actualidad en el Ciclo Solar 24, que comenzó el 8 de enero de 2008 y terminará en 2019.

Sin embargo hay diferencias entre el Sol y la Tierra.

En el Sol la intensidad magnética solar se “incrementa” antes de producirse una inversión, mientras que contrariamente en el caso de la Tierra se cree que la inversiones parecen suceder durante una “reducción” en la fuerza del campo magnético. De hecho se viene observando que en los últimos decenios se está produciendo una disminución magnética en la Tierra, de la que tenemos un ejemplo con la denominada Anomalía del Atlántico Sur [AAS] que citamos en la Etiqueta 104, y al que se considera un producto del desplome del campo magnético que se está produciendo.

Existen opiniones como la encabezada por Richard A. Muller que establece que las inversiones geomagnéticas[7] no son procesos espontáneos sino consecuencia de acciones o eventos externos de muy diversa “índole”, los cuales interrumpen el flujo dentro del Núcleo de la Tierra, que conduce a una interrupción a gran escala de la dinamo terrestre desactivando el campo magnético, y proponen que cuando el campo magnético se recupera, se rehace, elige de manera espontánea una u otra polaridad, pudiendo producirse una inversión sobre la anterior. Tales reversiones de los polos magnéticos no han sido todavía comprendidas, pero parece que hay una opinión mayoritaria que la “fundamenta” la dinámica interna del planeta.

El geofísico Dan Lathrop expuso en un artículo los experimentos realizados en laboratorio, donde ha creado su modelo de Tierra construyendo una esfera de 26 toneladas, con un movimiento y núcleo análogo al de la Tierra pero ejecutado con sodio, pudiendo en su experimento observar el campo magnético generado. De este inmenso experimento de laboratorio, Dan Lathrop ha obtenido como conclusión que la “reversión” que se produce en el campo magnético es debida al “azar” y al “caos”, conclusión no admitida por la comunidad científica, si bien la ciencia oficial la admite como una verdad incuestionable.

La revista Sciencie en un artículo de septiembre de 2008 publica una nueva investigación sobre el campo magnético en donde se establece, que el campo magnético terrestre no es tan simple como se creía y se viene acelerando su debilitamiento desde 1840. Se establece además, que aparte del campo magnético exisente entre los polos norte y sur, existe un campo mágnético “más debil” posiblemente generado por el núcleo exterior, que se extiende alrededor de la superficie del planeta. Esta investigación compartida por Brad Singer, geo-cronólogo de la Universidad de Wisconsin sugiere, que este campo magnético “más debil” es crítico para una posible reversión geomagnética. Es decir, se considera que si el campo bipolar magnético norte-sur de la Tierra redujera su fuerza hasta ser similar a la existente en este campo “más debil” distribuido por la superficie del planeta, una inversión geomagnética se hace bastante posible.

“Albert Einstein consideró al “origen” del campo magnético de la Tierra como uno de los cinco problemas no resueltos más importantes de la física”

ETIQUETA 104-http://juan-adia.blogspot.com/search/label/104%20-%209%40.LA%20TIERRA%3A%E2%80%9Cuna%20historia%20interminable%E2%80%9D.%20Insolaci%C3%B3n%20y%20Radiaci%C3%B3n%20solar.%20Eyecci%C3%B3n%20de%20masa%20coronal.%20Magnetosfera%20y%20cinturones%20Van%20Allen.%20Temperatura-Presi%C3%B3n%20y%20Densidad%20del%20planeta

7. INVERSIÓN GEOMAGNÉTICA: o de la “polaridad” terrestre, es el resultado del cambio de orientación o polaridad del campo magnético terrestre, en forma tal que las posiciones del polo norte y del sur se intercambian. La de Bernard Brunhes y Motonori Matuyama fue un evento que se produjo hace 780.000 años cuando se tiene constancia que el campo magnético terrestre hizo su última inversión de polaridad. Las reversiones magnéticas parecen haber ocurrido con una frecuencia de 1 a 5 veces cada millón de años, lo cual dada la edad del planeta [4.470 mill.años], hace que sea un hecho relativamente común. Sus consecuencias se desconocen, ofreciendo los científicos un amplio abanico de resultados. Entre otras cosas ha servido dentro del paleomagnetismo, para datar las muestras de los sedimentos oceánicos y el vulcanismo eruptivo de la Tierra.

8. PALEOMAGNETISMO: disciplina enmarcada dentro del Geomagnetismo, es la que se encarga del estudio del campo magnético de la Tierra [o por extensión la de cualquier cuerpo planetario]. Se puede estudiar el pasado de un campo magnético como consecuencia de que, al contrario de otros campos como el gravitatorio, el campo magnético queda grabado en las rocas en su formación, a través de procesos fisico-químicos. Cuando un material se encuentra sometido a altas temperaturas por encima del “punto de Curie”, los minerales ferromagnéticos contenidos en el material, “cambian su estado magnético” pasando a ser supermagnéticos. Entre los posibles mecanismos de adquisición de remannecia magnética, la más caracteristica es la “remanencia térmica o termorremanencia” [TRM: Termal Remanent Magnetisation].

9. CONVECCIÓN [CONVECTIVO/A]: es una de las tres formas de “transferencia del calor”. Se caracteriza porque se produce siempre por un medio “fluido” [líquido, gas o plasma], que transporta el calor entre zonas con diferente temperatura. La convección se produce únicamente a través/ por medio de materiales, la evaporación del agua o fluidos. La convección es en sí mismo: “el transporte de calor por medio del movimientos del fluido”. Esta transferencia implica el transporte de calor en “un volumen” y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o líquido.

10. HIPÓTESIS DE LA DÍNAMO: es la teoría científica que intenta explicar el mecanismo por el que un cuerpo celeste, como por ejemplo la Tierra, genera un campo magnético a su alrededor. En el caso de la Tierra se cree que su campo magnético está causado por el movimiento de “convección” que se produce en su masa de hierro y níquel fundidos del interior del Núcleo, que se une al efecto Coriolis que aparece por la rotación terrestre. Cuando un cuerpo fluido conductor se desplaza por un campo magnético, aparecen corrientes eléctricas inducidas que generan “otro campo magnético”. Este campo inducido unido al campo preexistente es el mismo efecto que se produce en una dinamo: el campo total se sostiene a sí mismo.

¿Cuáles puede ser los efectos de una inversión del campo magnético[7]?

Aunque no existen evidencias científicas de que una próxima inversión geomagnética pueda provocar catástrofes naturales o que pudiera afectar a la supervivencia de la humanidad, SÍ es cierto que se producirían grandes cambios en la vida tal y como la conocemos, dada la “gran dependencia” tecnológica que tenemos por determinadas infraestructuras como las eléctricas y las de los sistemas de comunicación, cambios muy superiores a los efectos producidos por la tormenta solar de 1859.

Simple y llanamente por lo pronto, la inversión magnética de los polos provocaría que el norte y el sur magnéticos se invertirían, lo cual en la vida natural del planeta modificaría la “orientación” innata existente en todos los animales. Ellos no serían los únicos “desorientados”, ya que la civilización actual totalmente dependiente de toda una red de satélites en sus comunicaciones y posicionamiento [GPS], se quedaría “oscurecida” por el vacío que se produjera. Pensemos como ejemplos en la situación de los aviones que se encontrasen en vuelo o en la posible “caida” de toda la red informática.

En la Tierra es probable que también se produjeran cambios geológicamente rápidos, cuyo alcance y fenómenos naturales se desconocen como la existencia de grandes inundaciones; cambios climaticos bruscos como aluviones, huracanes, olas de calor, etc., y posibles eventos tectónicos y vulcanológicos.

Habría que “pedir” que durante ese vacio temporal del campo magnético, que como sabemos nos protege de los eventos que puedan llegar desde el espacio como los pulsos  electromagnéticos [PEM][11] y las  fulguraciones o tormentas solares[12], tales eventos no se produjeran “coincidentemente” agravando la situación.

Pero es lógico pensar que tras un espacio de tiempo e incalculables pérdidas económicas y de toda “índole” a nivel global [como siempre las poblaciones más debiles se verian más afectadas que las más fuertes], creo que la civilización humana no desaparecería y recuperaría lentamente su ritmo.

 

¿Cuál es el futuro del campo magnético?

Se ha verificado una disminución del campo magnético en los últimos 150 años entre el 10 y el 15%, habiéndose acelerado esta disminución en los últimos años de manera continua alcanzando un máximo del 35% por encima del valor más reciente. Aunque también se ha verificado en los registros de los campos magnéticos del pasado, que esta tasa de disminución se encuentra dentro de una variación normal.

Se desconoce si el decaimiento del campo continuará, al no haber sido hasta el día de hoy observada por la ciencia ninguna inversión geomagnética y desconocer cuáles son las causas que la producen. También se desconocen los efectos en el planeta de tal inversión, que en el menor de los casos se sabe que durante el período de inversión, expondría a la superficie del planeta de un sustancial aumento de la radiación cósmica y solar.

De las mediciones realizadas en los últimos años se sabe que el polo magnético terrestre se está desplazando desde Canadá a Siberia a un promedio de 10 kms./año hasta comienzos del siglo XX, llegando hasta los 40 kms./año desde el 2003. 

En la imagen se establece una previsión hasta el 2020, aunque realmente también se desconoce si esta progresión se reducirá o por el contrario se irá acelerando.  

11. PULSO ELECTROMAGNÉTICO [PEM]: tienen su origen en una emisión de energía electromagnética de alta intensidad en un breve período, o bien en la radiación electromagnética producida en una gran explosión nuclear o de un campo magnético que fluctúa. En el caso de una explosión nuclear o del impacto de un asteroide, la mayor parte de la energía del pulso electromagnético se distribuye en la banda entre los 3 y los 30 Hz.

12. FULGURACIÓN SOLAR: es una liberación súbita e intensa de radiación electromagnética en la Cromosfera del Sol con una energía equivalente a las que producen las bombas de hidrógeno de hasta  6 x 10²⁵ julios, la cual produce una aceleración de las partículas cercanas a la velocidad de la luz, que vienen seguidas de eyecciones de la masa coronal. Esas radiaciones electromagnéticas se producen en la amplitud de todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde las largas ondas de radio a las cortas de los rayos gamma. La primera fulguración observada ha sido la de 1859 por Richard Carrington, aunque posteriormente se han observado en otras estrellas del universo. La actividad solar varía en ciclos de 11 años o ciclo solar.                            

La reversión de Brunhes-Matuyama:

La última inversión magnética[7]

La reversión magnética de Brunhes-Matuyama fue la última inversión del campo magnético terrestre que se ha producido, que duró varios milenios y aproximadamente se ha situado hace 780.000 años. Esta inversión se denomina así en honor a los físicos Bernard Brunhes y Motonori Matuyama.

Sería en 1905 cuando el geofísico francés Bernard Brunhes [1867~1910], en base a sus pioneros estudios sobre el paleomagnetismo[8], encuentra ciertas rocas de un flujo de lava en el departamento de Cantal [región de la Auvernia-Ródano-Alpes] que se encontraban magnetizadas en sentido “opuesto” al actual campo magnético. A través de sus investigaciones, verifica que el Polo Norte magnético de estas rocas se encontraba cerca del actual Polo Sur geográfico, de lo que se podía deducir que en algún momento de la historia, el campo magnético terrestre se debía necesariamente de haber invertido. Tendrían que transcurrir más de 50 años, antes de que tal afirmación fuera aceptada científicamente y reconocida su investigación.

La inversión de hace 780.000 años duró varios milenios, habiéndose podido verificar que su "duración" no fue igual en todos los puntos del planeta, que dependió de la latitud geomagnética y de los efectos locales, variando entre los 1.200 a los 10.000 años de duración. Los estudios de este evento han sido útiles a la hora de datar sedimentos oceánicos y muestras del vulcanismo.

Los cambios de la polaridad terrestre los considero como HITOS modificativos de la Tierra al ser unos fenómenos cíclicos y al desconocerse científicamente el alcance que han podido producir estos eventos en el planeta.

Tales cambios, por lo citado, en nuestra civilización actual serán un fenómeno traumático que afectará de forma muy importante a nuestro desarrollo, a la biocenosis[13] del planeta y seguramente también a nuestro medio biótico[14].

13. BIOCENOSIS: Llamada también la comunidad biótica, es el conjunto de los organismos vivos y sus especies, y el espacio ambiental que genera su supervivencia.

14. BIÓTICAS [Entidades]: son los organismos que tiene “vida”. Pueden referirse tanto a los de la fauna como a los de la flora, y a sus posibles interacciones. Son organismos con características fisiológicas específicas, les permiten su supervivencia y reproducción dentro de un ambiente específico. Los factores bióticos se clasifican en: 1-“Productores” o autótrofos: son organismos capaces de fabricar o sintetizar sus propios alimentos a partir de sustancias inorgánicas como el dióxido de carbono, agua y sales minerales. Su ejemplo son las “plantas”. 2- “Consumidores” o heterótrofos: son organismos incapaces de producir alimentos, por lo que se dedican a digerir los sintetizado. Un ejemplo son los “animales” y 3- “Descomponedores”  o organismos que se alimentan de materia orgánica descompuesta. Entre ellos tenemos muchos ejemplos con las levaduras, hongos, bacterias y los organismos celulares y pluricelulares

► Seguirá en la 15@ PARTE, Etiqueta 110

Variaciones posicionales del Polo Norte magnético