Si una tormenta solar masiva golpeara la Tierra hoy, destruiría la tecnología y nos llevaría de regreso a tiempos oscuros. Afortunadamente para nosotros, tales eventos son extremadamente raros. Pero hace cuatro mil millones de años, el espeluznante clima espacial bien podría haber estado a la orden del día. Solo que en lugar del apocalipsis ella crearía vida. Ésta es la sorprendente conclusión de un estudio publicado recientemente en Nature Geosciences. Se basa en descubrimientos anteriores sobre estrellas jóvenes similares al sol realizados por el telescopio espacial Kepler. Resultó que las luminarias jóvenes son extremadamente inestables y liberan una cantidad increíble de energía durante las "super llamaradas solares". Nuestro clima espacial más salvaje se verá como una llovizna en comparación.
Vladimir Hayrapetyan de la NASA demostró que si nuestro sol estuviera tan activo durante 4 mil millones de años, podría hacer que la Tierra fuera más habitable. Según los modelos de Hayrapetyan, cuando las super llamaradas solares desenrollaron nuestra atmósfera, iniciaron reacciones químicas que contribuyeron a la acumulación de gases de efecto invernadero y otros ingredientes esenciales para la vida.
"Durante cuatro mil millones de años, la Tierra debe haber estado profundamente congelada", dice Hayrapetyan, refiriéndose a la "paradoja del sol joven débil" formulada por primera vez por Carl Sagan y George Mullen en 1972. La paradoja se produjo cuando Sagan y Mullen se dieron cuenta de que la Tierra tenía signos de agua líquida hace 4 mil millones de años, pero el Sol era un 30% más tenue. "La única forma de explicar esto es activar de alguna manera el efecto invernadero", dijo Hayrapetyan.
Otro misterio sobre la Tierra joven es cómo las primeras moléculas biológicas (ADN, ARN y proteínas) recolectaron suficiente nitrógeno para formarse. Tal como está hoy, la atmósfera de la Tierra antigua consistía principalmente en nitrógeno inerte (N2). Aunque bacterias especiales, "fijadores de nitrógeno", descubrieron cómo descomponer el N2 y convertirlo en amoníaco (NH4), la biología temprana carecía de esta capacidad.
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El nuevo estudio ofrece una elegante solución a ambos problemas en forma de clima espacial. La investigación comenzó hace varios años cuando Hayrapetyan estaba estudiando la actividad magnética de las estrellas en la base de datos de Kepler. Descubrió que las estrellas de tipo G (como nuestro Sol) son como dinamita en su juventud: a menudo liberan pulsos de energía equivalentes a 100 billones de bombas atómicas. La tormenta geomagnética más poderosa que los humanos han experimentado y que causó apagones en todo el mundo, el evento Carrington de 1859, palidece en comparación.
“Es una gran cantidad de energía. Difícilmente me lo puedo imaginar”, dice Ramses Ramirez, un astrobiólogo de la Universidad de Cornell que no participó en el estudio pero trabaja con Hayrapetyan.
Muy pronto Hayrapetyan se dio cuenta de que podía usar este descubrimiento para investigar la historia temprana del sistema solar. Calculó que hace 4 mil millones de años, nuestro Sol podría haber emitido docenas de superbrillantes cada pocas horas, y una o más de ellas podrían golpear un campo magnético todos los días. “Se podría decir que la Tierra ha sido constantemente atacada por los eventos gigantes de Carrington”, dice.
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Utilizando modelos numéricos, Hayrapetyan demostró que las super llamaradas solares deben ser lo suficientemente poderosas como para comprimir drásticamente la magnetosfera de la Tierra, el escudo magnético que rodea nuestro planeta. Además, las partículas solares cargadas tuvieron que perforar un agujero en la magnetosfera cerca de los polos de nuestro planeta, entrar en la atmósfera y chocar con nitrógeno, dióxido de carbono y metano. “Entonces, todas estas partículas interactúan con moléculas en la atmósfera y crean nuevas moléculas, una reacción en cadena”, dice Hayrapetyan.
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Estas interacciones entre el sol y la atmósfera producen óxido nitroso, un gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 300 veces superior al del CO2. Los modelos de Hayrapetyan sugieren que se podría haber producido suficiente óxido nitroso en ese momento para que el planeta comenzara a calentarse fuertemente. Otro producto de la interminable tormenta solar, el cianuro de hidrógeno (HCN), podría fertilizar la superficie con el nitrógeno necesario para formar los primeros componentes básicos de la vida.
“La gente veía los rayos y la caída de meteoritos como formas de iniciar la química del nitrógeno”, dice Ramírez. "Creo que lo mejor de este trabajo es que nadie ha pensado antes en observar tormentas solares".
Ahora los biólogos tendrán que determinar si la mezcla exacta de las moléculas deseadas pudo haber nacido después de una super llamarada y luego dar lugar a la vida. Esta investigación ya está en marcha. Los científicos del Instituto de Ciencias de la Vida Terrestre en Tokio ya están utilizando los modelos de Hayrapetyan para planificar nuevos experimentos para simular las condiciones en la Tierra antigua. Si estos experimentos pueden producir aminoácidos y ARN, tal vez el clima espacial se agregue a la lista de posibles chispas de vida.
Además de todo lo demás, los modelos de Hayrapetyan podrían arrojar luz sobre la habitabilidad de Marte en el pasado. Se cree que el Planeta Rojo estuvo lleno de agua hace cuatro mil millones de años. Dicha investigación también será útil en la búsqueda de vida fuera de nuestro sistema solar.
Después de todo, apenas estamos empezando a descubrir qué constituye una “zona potencialmente habitable” de una estrella, donde los planetas pueden tener océanos con agua líquida. Pero ahora la zona habitable está determinada solo por el brillo de la estrella.
“Con el tiempo, descubriremos si la energía de una estrella puede ayudar a crear biomoléculas. Quizás sin su vida la vida sería un verdadero milagro.
ILYA KHEL
