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jueves 02 de abril del 2020
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El Agua en el espacio profundo

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El Agua en el espacio profundo

Hay agua en el Cosmos? Esta pregunta fascinante es objeto de discusion desde hace mucho tiempo en la comunidad cientifica. Actualmente se sabe que la molecula de agua se concentra, en forma de hielo y de vapor, en algunos lugares privilegiados, fundamentalmente en determinadas nubes frias de nuestra galaxia. Pero solo el sistema solar contiene concentraciones importantes de agua y solo la Tierra dispone de su forma liquida. Por que la Tierra goza de ese privilegio? De donde proviene el agua y como se ha formado? En este articulo se recontruye su historia, desde su formacion en el entorno de las estrellas frias hasta su ultima aventura en los planetas del sistema solar.

Se la encuentra - en forma de vapor o de hielo - en la atmósfera de algunas estrellas, en las nubes moleculares, en numerosos satélites de hielo del sistema solar, en los cometas y en los planetas del sistema solar. Pero lo que es excepcional, es la presencia de agua en estado líquido: la Tierra es el único lugar actualmente conocido en el que el agua se presenta en esta forma. ¿De dónde procede el agua terrestre tan indispensable para la vida? ¿Por que subsiste, y tan escasamente además, en forma líquida? Para comprenderlo los astrónomos han reconstruido la aventura del agua en el Cosmos que empieza alrededor de determinadas estrellas frías y que conduce, después de la formación del sistema solar, al agua y a los hielos presentes en los planetas.

El agua se puede formar de forma natural en diversas regiones del Universo a partir de sus constituyentes -el hidrógeno H y el oxígeno 0-. El hidrógeno representa más del 70 % de la masa del Universo visíble. Por lo que respecta al oxígeno, constituye alrededor de un 1 %. Pero la presencia de estos átomos no basta para hacer posible la existencia del agua: es necesario que unas condiciones concretas favorezcan la formación y la supervivencia de sus moléculas.

En términos generales, la formación de moléculas requiere una elevada densidad y una temperatura no demasiado elevada. Dos condiciones se revelan fundamentales para mantener los enlaces moleculares, cualesquiera que sean, en los medios astrofísicos y por tanto para tener una oportunidad de encontrar en ellos la molécula de agua H2O la temperatura no debe superar algunos miles de grados con objeto de que los choques con los átomos del medio ambiente no rompan demasiado fácilmente los enlaces moleculares; el gas no tiene que estar sometido a una radiación ultravioleta que amenazaría con destruir las moléculas por efecto fotodisociador.

El vapor de agua, en las galaxias, se presenta diluido en un gas de hidrógeno molecular y de helio. Su molécula se caracteriza, como las de todas las especies químicas, por la absorción o la emisión de radiaciones electromagnéticas que originan rayas espectrales con unas longitudes de onda conocidas, fundamentalmente en los intervalos infrarrojo y milimétrico. Pero estas rayas son muy difíciles de observar desde la Tierra debido a que, precisamente estas longitudes de onda de la radiación que nos llega, son absorbidas por la atmósfera terrestre. Ya que es justamente el vapor de agua de la atmósfera terrestre el que provoca esta absorción perturbadora. Incluso en los lugares más secos, la mayoría de las rayas espectrales del vapor de agua son inobservables. Por tanto hay que esperar los resultados de los diversos observatorios embarcados en satélites, programados para los próximos años, como los del Observatorio Infrarrojo Espacial (ISO) de la Agencia Europea del Espacio o los del más modesto satélite especializado de la NASA, para tener una visión detallada de la abundancia de vapor de agua en el gas cósmico.

Lejos del Sol: cometas y satélites de hielo

Fue por tanto en esta zona externa de temperatura suficientemente baja, más allá de algunas UA,(6) donde el vapor de agua se pudo condensar en hielo. Pero el manto de hielo de los granos de polvo interestelar también pudo sobrevivir en su estado, sin evaporarse nunca durante la formación del sístema solar. Durante las colisiones, a velocidades relativas muy pequeñas, estos granos se unieron, se «acrecionaron» unos a otros para formar los núcleos de los cometas, tal como los vemos hoy en día. Las recientes observaciones in situ del núcleo del cometa Halley, efectuadas por las sondas espaciales VEGA y GIOTTO, y también de los granos y del gas (principalmente H20) que se desprenden de él dan mucho crédito a esta hipótesis. En cualquier caso, los núcleos cometarios, constituidos la mitad de hielo y la mitad del polvo, fueron los ladrillos elementales a partir de los cuales se formaron a la vez el núcleo sólido de los planetas gigantes (en los que el resto del gas se agrupó por acreción) y un buen número de los satélites que los rodean. La mayoría de ellos todavía llevan la huella de un intenso bombardeo de tales «ladrillos» de híelo (por ejemplo Calisto, en torno a Júpiter), mientras que otros como Europa (otro satélite de Júpiter) muestran una superficie lisa que indica que hubo en ellos una intensa fundición del hielo y la desaparición de los cráteres de impacto.

El origen del agua terrestre

¿Pero, cómo llegó el agua a nuestro planeta? En la zona interna del sistema solar, el vapor de agua no se pudo condensar debido a la temperatura demasiado elevada. Para comprender el origen del agua terrestre, se puede imaginar que, formados a partir de un material sólido fundamentalmente «seco», los planetas terrestres fueron bombardeados a continuación por una multitud de núcleos de cometas. Éstos, nacidos en el exterior del sistema solar, habrían sido proyectados luego hacia el interior por las perturbaciones gravitatorias de los planetas gigantes, en especial de Júpiter y Saturno. Sencillos cálculos de trayectorias muestran entonces que Venus, la Tierra y Marte habrían recibido cantidades aproximadamente iguales de núcleos cometarios.

Sin embargo, en vez de este origen puramente cometario del agua, los científicos prefieren actualmente otra explicación. La nebulosa habría pasado por una fase inicial muy caliente en la que todo el material original de los granos de polvo se habría evaporado. Luego, el enfriamiento progresivo de este vapor habría conducido a la condensación de nuevos granos sólidos, cuya composición sería función de la distancia al Sol. El norteamericano A.G.W. Cameron pudo calcular, en 1978, que ha~ cia '1 UA, se condensaron, minerales bien conocidos, como los silicatos hidratados, en los que la molécula H20participa en su fórmula química.(7) Estos nuevos granos de polvo se aglomeraron entre sí para formar cuerpos de tamaño kilométrico (las trazas de cuyos impactos todavía son visibles en la Luna); luego, su acreción rápida en cuerpos de tamaño planetario liberó agua, en forma de vapor, en la superficie del planeta, bien en el momento del impacto, bien más tarde por desgasifícación volcánica.

Situada un poco más cerca del Sol (a 0,95 UA en lugar de a 1 UA) la Tierra recibiría un 10 % más de energía solar. El norteamericano Michael Hart pudo calcular, en 1978, que se calentaría hasta el punto de correr la misma suerte que Venus, por efecto invernadero divergente. Situada un poco lejos (unas 1,03 UA) sufriria por el conmastrario una «glaciación» que nada podría frenar y, al modo de Marte, los océanos se helarían hasta el fondo.(")

Por analogía con estrellas del mismo tipo, sabemos que la energía del Sol aumenta en un 1 % cada cien millones de años. Dentro de mil millones de años el flujo solar habrá aumentado en un 10 % y el agua líquida desaparecerá de la Tierra. Sin duda este problema no es el más urgente que tiene que resolver la humanidad para poder sobrevivir en su planeta azul.

http://webs.advance.com.ar/rudemsrl/index.htm

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