La ciencia fabrica una copia virtual de nuestro planeta para resolver uno de los grandes misterios del universo: ¿cómo detectar vida extraterrestre?
La Tierra todavía tiene 500 millones de años por delante en una simulación que también retrocede hasta su nacimiento, hace unos 4.500 millones de años. Ese recorrido de 5.000 millones de años permite observar la evolución de un planeta imaginario del que se ha eliminado toda forma de vida. Los investigadores siguen sus transformaciones desde la formación hasta un futuro remoto, sin recurrir a organismos para explicar sus cambios.
La química planetaria puede producir señales confundibles con vida extraterrestre
El experimento, desarrollado por investigadores de la Universidad de Washington y publicado en The Planetary Science Journal, pretende averiguar qué condiciones puede mantener un planeta rocoso mediante procesos exclusivamente no biológicos. Su utilidad alcanza también a la búsqueda de vida extraterrestre, porque proporciona una comparación para interpretar la composición química de atmósferas lejanas.
Una atmósfera puede recibir gases procedentes del interior planetario y sufrir transformaciones por la radiación de su estrella, incluso cuando no existe actividad biológica. Esa diversidad de procesos complica la identificación de sustancias que, observadas desde lejos, podrían atribuirse a organismos vivos.
Entre las sustancias utilizadas para buscar actividad biológica figuran el oxígeno y el metano, presentes en la atmósfera terrestre gracias, en parte, a los seres vivos. Ambos gases reaccionan entre sí, de manera que su coexistencia puede sugerir la existencia de mecanismos que renuevan sus cantidades. Sin embargo, interpretar esa señal exige descartar primero explicaciones geológicas o químicas.
La nueva herramienta permite introducir características de un exoplaneta rocoso y calcular cómo podría evolucionar su atmósfera sin organismos que alteren su composición. Si las observaciones astronómicas difieren de las predicciones, el planeta pasa a merecer un examen más detenido. Esa discrepancia constituye una pista para investigar, pero por sí sola no demuestra que exista vida.
Las aplicaciones futuras incluyen la preparación de telescopios capaces de estudiar con mayor detalle las atmósferas de mundos situados alrededor de otras estrellas. Entre los proyectos mencionados por el equipo figura el Habitable Worlds Observatory, un observatorio espacial propuesto para investigar planetas potencialmente habitables.
La simulación reproduce condiciones terrestres mediante procesos exclusivamente geológicos
El desarrollo de esta herramienta comenzó con un modelo que describía el núcleo, el manto, la corteza y la radiación recibida de la estrella. Samantha Gilbert-Janizek, autora principal del estudio y actualmente investigadora posdoctoral en la Universidad de California en Riverside, incorporó la superficie y la atmósfera al trabajo iniciado en el laboratorio de Rory Barnes, profesor asociado de Astronomía de la Universidad de Washington.
La ampliación permitió representar los intercambios químicos entre el interior terrestre, la superficie y la envoltura gaseosa a lo largo de la evolución planetaria. Para comprobar su funcionamiento, el equipo contrastó sus resultados con 19 propiedades de la Tierra, entre ellas el flujo de calor del manto. Barnes destaca que el desarrollo culmina más de una década de trabajo científico.
Los cálculos muestran que un planeta semejante a la Tierra podría conservar temperaturas compatibles con agua líquida durante al menos 4.500 millones de años sin regulación biológica. La simulación también mantiene cantidades de agua superficial comparables a las terrestres, aunque presenta una diferencia atmosférica fundamental. Sin fotosíntesis, no se acumula el oxígeno abundante característico del planeta actual.
La estabilidad climática sin organismos modifica la interpretación de otros planetas
Esa estabilidad se explica mediante el ciclo carbonato-silicato, en el que intervienen la alteración de las rocas, la liberación volcánica de gases y la química oceánica. Estos procesos regulan el dióxido de carbono atmosférico y ayudan a moderar la temperatura. El mecanismo funciona pese a que la luminosidad solar aumenta aproximadamente un 30% durante el periodo estudiado.
Los resultados cuestionan que la vida sea imprescindible para conservar la habitabilidad durante miles de millones de años, aunque tampoco descartan su contribución a la estabilidad climática terrestre. Los investigadores reconocen incertidumbres asociadas a las hipótesis sobre tectónica de placas, química atmosférica y regulación del clima. El trabajo aborda así una cuestión vinculada a la hipótesis Gaia, relativa a la influencia de los organismos sobre el ambiente planetario.
La búsqueda astronómica ya ha identificado más de 6.000 planetas fuera del Sistema Solar y dedica parte de sus esfuerzos a estudiar las atmósferas de los candidatos más prometedores. La presencia potencial de agua líquida permite clasificarlos como habitables en determinadas condiciones, pero esa categoría no acredita que estén habitados. Distinguir ambas posibilidades requiere interpretar las sustancias observadas junto con la evolución geológica que pudo producirlas.
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