Polvo Cósmico en la Tierra Revela las Claves de la Antigua Atmósfera

El polvo espacial más antiguo encontrado hasta el momento en la Tierra sugiere que la antigua atmósfera de la Tierra tuvo significativamente más oxígeno de lo que se pensaba, según un estudio.

Aunque el gas de oxígeno  actualmente representa alrededor de una quinta parte del aire de la Tierra, había por lo menos 100.000 veces menos oxígeno en la atmósfera primordial o antigua, según los investigadores. El oxígeno reacciona fácilmente con otras moléculas, lo que significa que se une rápidamente a otros elementos y es extraído de la atmósfera.

Investigaciones anteriores sugieren que los niveles significativos de gas oxígeno comenzaron a construirse de forma permanente en la atmósfera con el Gran Evento de Oxidación, que tuvo lugar hace unos 2,4 millones de años. Este evento fue probablemente causado por las cianobacterias - microbios que, como las plantas y la fotosíntesis, liberan oxígeno.

La mayor evidencia con respecto a la cantidad de oxígeno que había en el aire de la Tierra en el pasado se refería a la atmósfera inferior. Hasta ahora, los científicos no tenían ninguna manera de probar los niveles de oxígeno en la atmósfera superior de la Tierra antigua.

En este estudio, los científicos que analizan pequeños meteoritos encontraron que las partes altas de la atmósfera de la Tierra primitiva pudieron no haber sido pobres en oxígeno como se pensaba. En cambio, la atmósfera superior de la antigua Tierra puede haber poseído casi la misma cantidad de oxígeno que hoy, según los investigadores.

"Con este proyecto se ha abierto una nueva forma de investigar la antigua atmósfera de la Tierra", dijo el autor principal, Andrew Tomkins, geocientífico de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia.

EL POLVO ESPACIAL

Los investigadores analizaron 60 muestras de meteoritos microscópicos de piedra caliza antigua recogidos en la región de Pilbara, en Australia Occidental. Estas partículas de polvo cósmico tienen 2,7 mil millones de años de edad, el más antiguo encontrado hasta el momento.

"No estábamos seguros de que el proyecto iba a funcionar", dice Tomkins. "El proyecto comenzó como un proyecto de investigación estudiantil, y tomó un poco de riesgo tratar de encontrar micrometeoritos cuando pocas personas lo habían intentado antes. Yo tenía algunos planes de copia de seguridad, pero toda la tensión se convirtió en una gran cantidad de emoción cuando encontramos nuestros primeros micrometeoritos ".

Los micrometeoritos eran  de entre 2 a 12 veces más delgados que la anchura de un cabello humano promedio. Son esférulas cósmicas - restos de meteoritos del tamaño de granos de arena que se desintegraron durante la reentrada atmosférica. La investigación anterior sugiere que este tipo de partículas se funden a una altura de alrededor de 75 a 90 kilómetros.

Los científicos analizaron los micrometeoritos utilizando microscopios de electrones y rayos X de alta energía desde el Sincrotrón de Australia. Ellos encontraron que una porción significativa del hierro en estos meteoritos había reaccionado con el oxígeno para formar minerales de óxido de hierro, lo que sugiere que la atmósfera superior delgada en la que se fundieron era más rica en oxígeno de lo que se pensaba.

Uno de los 60 micrometeoritos de 2.7 mil millones de años de edad, hallados en Pilbara, region del oeste de Australia. Estos micrometeoritos están compuestos por minerales de óxido de hierro que se forman cuando las partículas de polvo de metal de hierro meteorítico se oxidan al entrar en la atmósfera de la Tierra, lo que indica que la atmósfera superior antigua era sorprendentemente rica en oxígeno. Imagen de Andrew Tomkins. 

 

"Una vez que recuperamos los primeros micrometeoritos, me di cuenta de que los minerales dentro de ellos nos decían que habían sido oxidados en la atmósfera superior," dijo Tomkins. "Estas eran esencialmente las primeras muestras de la atmósfera superior de la Tierra antigua."

Este hallazgo fue inesperado " ya que se ha establecido firmemente que la atmósfera inferior de la Tierra era muy pobre en oxígeno hace 2.7 mil millones de años", afirma el coautor del estudio Mateo Genge, profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería del Imperial College de Londres. "Cómo la atmósfera superior podría contener tanto oxígeno antes de la aparición de organismos fotosintéticos fue un verdadero rompecabezas."

¿QUÉ PUDO HABER OCURRIDO?

Imagen de la atmósfera terrestre.

Un posible origen de este oxígeno es que la luz solar rompió el vapor de agua en la atmósfera baja en hidrógeno y oxígeno - el oxígeno podría haber subido a la atmósfera superior, mientras que el hidrógeno más ligero habría escapado de la atmósfera de la Tierra hacia el espacio exterior. Otra posibilidad es que la luz solar desintegró el gas de dióxido de azufre emitido por los volcanes en azufre y oxígeno - el azufre podría haberse condensado para formar partículas que cayeron a la Tierra, dejando tras de sí el oxígeno, según los investigadores.

"Una precaución - es importante entender que la densidad de la atmósfera en las grandes alturas muestreadas por micrometeoritos es extremadamente delgada", dijo Tomkins. "No estamos hablando de la generación de grandes cantidades de oxígeno aquí, sino de proporciones elevadas de oxígeno en relación con los otros gases."

Sigue siendo incierto cómo la atmósfera superior antigua podría haber sido tan rica en oxígeno, mientras que la antigua atmósfera inferior permaneció pobre en oxígeno. Los investigadores sugieren que una capa de neblina de metano pudo haber existido entre la atmósfera superior e inferior, reduciendo la mezcla entre ellos.

"Se piensa que el metano fue producido por los primeros organismos unicelulares conocidos como metanógenos. Estos existen hoy también", dijo Tomkins. "Ha habido mucho debate en cuanto a la cantidad de metano que podría haber existido, y cuando podría haber surgido por primera vez. La idea general es que el metano, combinado con dióxido de carbono, pudo haber creado una niebla orgánica si las condiciones eran adecuadas".

El siguiente paso "es tratar de extraer micrometeoritos a partir de rocas de un rango de edades, para examinar cómo la química de la atmósfera superior de la Tierra podría haber cambiado durante períodos muy largos de tiempo geológico", dijo Tomkins. "Debe ser posible utilizar micrometeoritos para investigar los cambios en la composición atmosférica a través de muy amplios períodos de tiempo."

"También debe ser posible encontrar micrometeoritos en Marte", agregó Tomkins. "Si los robots pueden encontrarlos, y de alguna manera determinar su edad de entrada en la atmósfera, podrían utilizarse para investigar los cambios en la atmósfera de Marte."

Los detalles de esta investigación fueron publicados en la edición del 12 de mayo de este año en la revista Nature.

Artículo extraído de www.space.com

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Científicos Descubren a la Hermana más "Próxima" de la Tierra

El pasado miércoles 24 de agosto, un grupo de científicos del Observatorio Europeo Austral, en Chile, anunció el descubrimiento de un nuevo exoplaneta, este, el más cercano a la Tierra que se ha encontrado.

Se trata de Próxima b, planeta que orbita a la estrella del mismo nombre, Próxima Centauri, y que se encuentra ubicado a solo 4.2 años luz de distancia de nosotros.

PRÓXIMA B: CARACTERÍSTICAS

 Representación artística de la posible apariencia del exoplaneta Próxima b.

Este exoplaneta rocoso, dotado de una masa cercana a la de la Tierra, está ubicado en una zona considerada “habitable” o “templada”, lo que permite, al menos en teoría, inferir la presencia de agua líquida en su superficie, una condición necesaria para la vida. “A causa de su cercanía, Próxima b podría ser el primer exoplaneta que reciba la visita de una sonda espacial el día en que el ser humano alcance a desarrollar las tecnologías necesarias”, declaró uno de los autores del estudio, Julien Morin, del Laboratorio Universo y Partículas del CNRS (Centro Nacional de la Investigación Científica) en
la Universidad de Montpellier.

(VIDEO- EURONEWS) - Próxima b.

Desde 1995, los científicos han descubierto miles de exoplanetas (planetas ubicados fuera de nuestro sistema solar), decenas de los cuales parecen potencialmente habitables. No obstante, se encuentran muy lejos. Próxima b, en cambio, está casi ante nuestras narices a escala universal. Orbita alrededor de Próxima Centauri (o Próxima del Centauro), una estrella enana roja muy conocida por los astrónomos y por los fanáticos de la ciencia ficción, que se encuentra apenas a 4,2 años luz del Sol. Un año luz equivale a 9.461.000 millones de kilómetros. Un equipo internacional de astrónomos, coordinado por Guillem Anglada-Escudé, de la Universidad Queen Mary de Londres, descubrió Próxima b, gracias a una campaña de investigación que duró 2 años, y que se intensificó en el primer semestre de 2016. La investigación contó con la contribución del espectrógrafo Harps instalado sobre un telescopio del Observatorio Europeo Austral (ESO) que se encuentra en Chile. Los investigadores se basaron también en mediciones realizadas entre 2000 y 2014 con telescopios del ESO. Los astrónomos revelaron la existencia de Próxima b al detectar la muy débil oscilación de la estrella, resultante de la atracción gravitatoria generada por el pequeño planeta en su órbita. A intervalos regulares, Próxima Centauri se nos acerca (su luz vira hacia el color azul) y luego se aleja (la luz se vuelve rojiza) a una velocidad de 5 km/hora, o sea, al ritmo de caminata de un ser humano.

Comparación de los tamaños entre la Tierra y Próxima b.

Próxima b completa su órbita alrededor del astro en 11,2 días. Se encuentra a unos 7 millones de kilómetros de su estrella (o sea, apenas el 5% de la distancia Tierra-Sol) que es 700 veces menos luminosa que el Sol. Esto permite a Próxima b encontrarse “en la zona habitable que rodea a su estrella, puesto que la temperatura en su superficie permite inferir la presencia de agua en estado líquido” sobre la misma, subraya el ESO. Los científicos estiman que la masa del planeta Próxima b es 1,3 veces la de la Tierra. “Se trata muy probablemente de un planeta rocoso y no gaseoso”, indica Pedro Amado, del Instituto de Astrofísica de Andalucía. Sin embargo, Próxima b es, sin lugar a dudas, diferente a la Tierra. “Se encuentra claramente en un medio ambiente bastante exótico comparado al de nuestro planeta”, subraya Morin. “El nuevo planeta orbita muy cerca de su estrella, pensamos que las fuerzas de las mareas tienden a sincronizar la rotación del planeta sobre sí mismo y alrededor de su astro”. Y añade: “Sin lugar a dudas muestra siempre la misma fase a su estrella, como la Luna a nosotros”. 

(VIDEO-EFE) - Proxima b.

La cuestión de saber si el planeta posee atmósfera es crucial para determinar sus chances de albergar alguna forma de vida. “Con una atmósfera es plausible que las temperaturas sean de -30 grados Celsius en la parte a la sombra y de +30 sobre la expuesta a la luz”, declara Anglada-Escudé. Pero hay sobre la mesa un aspecto sombrío a destacar: a causa de la proximidad con su estrella, que está bastante activa, Próxima b soporta muchos más rayos X y ultravioleta extremos que los que la Tierra recibe del Sol (alrededor de 100 veces más, según los investigadores). Y, sobre la Tierra, la atmósfera y la presencia de un campo magnético nos protegen de las radiaciones y las partículas solares.

¿PRÓXIMA B PODRÍA ALBERGAR VIDA?

La situación de Próxima b encaja perfectamente en la definición estándar de "zona de habitabilidad", ya que se encuentra a una distancia a la que el agua líquida puede existir en su superficie. No obstante, al igual que algunos otros planetas potencialmente habitables ya detectados, la estrella en torno a la que orbita, Próxima Centauri, es «activa», tiene bastantes «erupciones» y, por tanto, lanza al planeta enormes cantidades de radiación ultravioleta y partículas.

 Comparación de tamaños entre nuestro Sol, Próxima Centauri y otras estrellas.

Este medioambiente espacial tan duro en términos de radiación dañaría bastante la vida. Nuestro planeta está protegido de los estallidos solares por el campo magnético, que deflecta las intensas lluvias de partículas del Sol y las que llegan las canaliza hacia los polos. En el caso de Próxima b y de otros planetas en zona de habitabilidad, ni siquiera sabemos si tendrían o no campos magnéticos.

Los campos magnéticos también actúan de coraza para evitar que la atmósfera se pueda escapar por efecto de la intensa radiación, y alguien podría pensar que el nuevo planeta podría incluso no tener atmósfera. Sin embargo, conocemos el caso de Venus en nuestro propio sistema solar, que no posee campo magnético y sin embargo ha preservado una densa atmósfera, incluso estando más cerca del Sol que la propia Tierra. Por tanto, realmente no sabemos lo que puede pasar en el caso de Próxima b.

Además, hay un estudio reciente de un grupo de la NASA que apunta a que la materia orgánica que dio lugar a la vida en la Tierra pudo provenir del intenso bombardeo de partículas y radiación cuando el Sol se encontraba en una fase mucho más joven en la que era muy activo. Eso significa que en estrellas como Próxima Centauri, que son más activas que incluso nuestro Sol en su juventud, se podría dar el caldo de cultivo necesario para dar lugar a la vida.

Otro aspecto de Próxima b que podría ir en contra de la habitabilidad sería el hecho de que al estar tan cerca de su sol, las fuerzas de marea habrían hecho que la rotación del planeta esté sincronizada con el periodo orbital, que es de 11,2 días. Eso significa que una cara del planeta recibiría continuamente la luz de su estrella y la otra estaría permanentemente a oscuras. En teoría, podría haber una enorme diferencia de temperaturas en un hemisferio y otro. No obstante, la existencia de una atmósfera podría redistribuir considerablemente el calor y homogeneizar las temperaturas, algo parecido a lo que le ocurre a Venus y algo que también se da en Plutón en cierta medida.

Representación artística de la posible panorámica vista en la superficie de Próxima b.

Necesitamos obtener datos de su potencial atmósfera y para ello hay que usar técnicas observacionales diversas. En primer lugar debemos determinar si el planeta transita delante de la estrella de forma que produzca eclipses y ocultaciones vistos desde nuestro planeta. Si fuera así, de estos fenómenos, llamados tránsitos, podemos obtener información adicional sobre el planeta y su atmósfera, pero la probabilidad de que se produzcan estos tránsitos es bastante baja, y por ahora nuestros datos no muestran evidencia clara de tránsitos. En el futuro, instrumentos sofisticados podrán abordar estas incógnitas. Incluso el proyecto Starshot que pretende enviar micro naves espaciales a la estrella Alfa Centauri se podría modificar para visitar Próxima y proporcionar datos mucho más específicos que nos permitieran valorar el grado de habitabilidad.

PRÓXIMA B: RESUMEN

-Próxima b se encuentra a unos 4 años luz del Sistema Solar, que es una de las distancias relativamente más cercanas a la Tierra para un planeta similar al nuestro nunca antes detectado.

"Las primeras señales de un posible planeta se vieron en 2013, pero la detección no era convincente", cuenta Guillem Anglada-Escudé, el científico español líder de la investigación.

Para confirmar su existencia, los científicos revisaron durante 60 días las señales del espectógrafo HARPS, ubicado en Chile, en conjunto con otros telescopios alrededor del mundo.

Espectrógrafo HARPS, en Chile. Lugar desde el cual se descubrió a Próxima b.

 -Este nuevo planeta se encuentra a 7 millones de kilómetros de su estrella, Próxima Centauri.

Eso significa que está a 5% de la distancia la distancia de la Tierra al Sol (149,6 millones de kilómetros), ¿cómo puede ser habitable entonces?

"Su estrella es mucho más débil que el Sol. Como resultado, Próxima b se encuentra dentro de la zona habitable alrededor de la estrella y tiene una temperatura superficial estimada que permitiría la presencia de agua líquida", explica el ESO.

Los cálculos indican que podría tener una temperatura de unos 4°C, lo que genera condiciones para tener agua, el factor clave de la vida terrestre.

-La masa de este planeta es 1,3 veces la de la Tierra y hasta ahora los científicos creen que puede tener un paisaje rocoso, habitable para el ser humano.

Aún es pronto para llegar a conclusiones, pero el debate científico se centra en determinar si su atmósfera se está evaporando lentamente, como ocurre con planetas similares y qué tipo de química posee.

La superficie podría estar recibiendo "llamaradas de rayos X y de radiación ultravioleta" de su estrella que serían mucho más fuertes que las que tenemos en la Tierra, un factor a considerar para la vida que conocemos.

-Todavía es temprano para confirmarlo, pero los astrónomos consideran "muy probable" que la fuerza de gravedad que influye en el planeta haga que un lado esté expuesto a la luz y otro permanezca oscuro.

Los patrones que han detectado los astrónomos los llevan a concluir que este planeta gira alrededor de Próxima Centauri cada 11,2 días terrestres.

Distancia de Próxima Centauri a nuestro Sol.

-La idea de un planeta similar a la Tierra en un vecindario cercano suena bien, pero las distancias astronómicas son considerables.

Próxima Centauri se encuentra a 40 billones de kilómetros, una distancia que requeriría miles de años para alcanzarse con la tecnología que disponemos.

La misión Juno, que recorrió 3.000 millones de kilómetros para llegar a Júpiter en julio, tardó cinco años en llegar a su objetivo en un trazo calculado para interceptar al planeta.

"Por supuesto, ir allí ahora mismo es ciencia ficción, pero la gente está pensando en ello y ya no es solo un ejercicio académico imaginar que podríamos enviar una sonda allí un día", dijo Anglada Escudé.

No obstante, habrá que ser pacientes y esperar un largo tiempo hasta que los científicos logren determinar con certeza cómo es Próxima b y si realmente puede ser un “hermano” de la Tierra.

FUENTES:

-www.eltelegrafo.com.ec
-www.abc.es
-www.bbc.com