Durante miles de millones de años, la vida en la Tierra ha estado bien camuflada de los observadores externos y, a su vez, podríamos perder accidentalmente vida en otros planetas por razones similares: todavía es demasiado simple.
Investigadores de los Estados Unidos consideraron la cuestión de en qué momento de la historia de la Tierra un hipotético observador extraterrestre podría detectar vida en ella. Según sus cálculos, durante casi el 90 por ciento de la historia del planeta, debería haber parecido deshabitado para los observadores externos. El artículo correspondiente se envía para su publicación en Astrobiology, y su texto se puede encontrar en el servidor de preimpresión de la Universidad de Cornell.
Los científicos se preguntaron cómo cambió la proporción de oxígeno, ozono y metano en la atmósfera a lo largo de la historia del planeta. Estos gases a menudo se denominan biomarcadores, porque ahora en la Tierra se forman biogénicamente, es decir, como resultado de la actividad de los organismos vivos. Según este grupo de investigadores, en el pasado de la Tierra, también se produjeron biogénicamente. Resultó que la proporción de oxígeno, ozono y metano en la atmósfera terrestre variaba de acuerdo con leyes muy complejas, difíciles de detectar por observación astronómica externa. En particular, la producción de oxígeno por la vida terrestre comenzó cientos de millones de años antes de la aparición del oxígeno libre en la atmósfera. Durante mucho tiempo, todo se gastó en la oxidación de materia orgánica muerta dejada por generaciones pasadas de bacterias que aún no habían producido oxígeno.
El contenido de metano en la atmósfera ha cambiado drásticamente a lo largo de la historia del planeta. Antes de que aparecieran grandes cantidades de oxígeno, podría no haber una capa de ozono que proteja al metano de la radiación ultravioleta. Por tanto, la vida útil de las moléculas de este gas en ese momento era muy corta. Después de la aparición del oxígeno, aumentó, al igual que la concentración de metano. Sin embargo, tan pronto como el contenido de oxígeno alcanzó un pequeño porcentaje, la concentración de metano volvió a caer. El oxígeno y el vapor de agua contribuyeron a la formación de • OH - radicales hidroxilo, que destruyen rápidamente las moléculas de metano. Como señalan los autores, desde el exterior, sin aterrizar en el planeta ni obtener espectros extremadamente precisos, es difícil entender cuál de las fases anteriores es la atmósfera local.
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Los autores llegan a la conclusión de que hasta hace 2.500 millones de años, se excluía la detección de oxígeno biogénico y ozono en la envoltura gaseosa de la Tierra desde el exterior, y hace 2.500 a 0.500 millones de años era muy difícil. A pesar de la aparición del oxígeno, su concentración seguía siendo baja: seguía oxidando la materia orgánica de épocas pasadas. Pero el metano después de la aparición del oxígeno, es decir, durante los últimos 2.500 millones de años, a menudo sería poco realista de detectar a distancias interestelares. Sin embargo, incluso habiéndolo descubierto antes de este evento, sería difícil declarar con seguridad el origen biogénico de este gas. El sistema solar, al menos en Titán, contiene metano e hidrocarburos similares. Pero, como se cree, este gas surge allí de forma inorgánica.
Por separado, los investigadores se centran en las biosferas, que se encuentran principalmente en los océanos. Señalan que, antes del desarrollo de la tierra, los procesos de unión de metano y oxígeno biogénicos tienen lugar en gran medida dentro de la hidrosfera y no se reflejan en la atmósfera de ninguna manera. El oxígeno está ligado a residuos orgánicos en el agua y el metano es consumido por microorganismos vivos del océano. Este escenario reinó en la Tierra hasta el período Cámbrico, es decir, durante miles de millones de años. Los autores clasifican dicha biosfera como de camuflaje. Usando telescopios que están tecnológicamente disponibles para la humanidad hoy en día, es extremadamente difícil detectarlos incluso a una distancia de unas pocas decenas de años luz.
En los últimos años se han descubierto muchos miles de candidatos a exoplanetas mediante el uso de telescopios espaciales. Decenas de ellos ya tienen datos sobre la composición de la atmósfera. La próxima generación de telescopios espaciales, como James Webb o TESS, comenzará a funcionar en los próximos años. Podrán obtener datos sobre la composición de las atmósferas de planetas terrestres bastante pequeños. Anteriormente, se creía que inmediatamente después de esto, debido a la detección de gases biomarcadores, sería posible averiguar con seguridad si hay vida en los sistemas estelares vecinos.
Los críticos de este enfoque apuntaron a Marte, donde el metano aparece localmente cada verano, pero aún no ha sido posible entender si es biogénico o no. Como señalan, es ingenuo creer que seremos capaces de entender si hay vida a años luz de nosotros, si no podemos decir nada con certeza sobre su existencia a solo dos o tres minutos luz de la Tierra. El nuevo trabajo muestra que los telescopios en el futuro cercano pueden detectar con seguridad solo vida altamente desarrollada, como la que ha estado presente en la Tierra durante los últimos 500 millones de años. Otras opciones, como las bacterias o los protozoos, siguen siendo inaccesibles para ellos. A juzgar por nuestro planeta, esto puede significar que solo una pequeña parte de todas las biosferas existentes en los sistemas estelares cercanos se identificarán en el futuro previsible.
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