De la Luna a la Tierra

Cuando los astronautas Neil Armstrong y Buzz Aldrin, después de un viaje de 380.000 kilómetros volvieron de la Luna con unas muestras de rocas lunares, los científicos por primera vez las pudieron comparar con las de la Tierra. La justificación científica para las misiones Apolo era justamente determinar como se formo la Luna. Nuestro conocimiento actual sobre el origen, evolución y composición de la estructura lunar se debe a las piedras lunares traídas a la Tierra por las misiones Apolo y por los meteoritos lunares encontrados en la Antártica. En total se trajeron de la Luna unos 382 kilogramos de piedras.

Las primeras piedras lunares las estudió el bioquímico Joan Oró (Lérida 1923-Barcelona 2004). El día de Navidad de 1956 descubrió la síntesis de la adenina (ver “Descifrando el código genético”), una de las moléculas más importantes para la vida, trabajó para la NASA en el proyecto Apolo y Viking, asesoró al gobierno de los estados unidos sobre los proyectos de exploración espacial, fue varias veces candidato al premio Nobel. Tuve el placer de asistir a una conferencia que dio en la facultad de biología allá en los años 80. Pueden bajarse una conferencia titulada “El Estudio del Origen de la Vida sobre la Tierra y la Exploración del Sistema Solar” en el siguiente linnk. Continuo hablando de Joan Oró al final del post.

Antes del viaje a nuestro satélite había tres teorías que proponían explicar su origen, el modelo de fusión, el de la formación conjunta y el de la formación por separado.

• El modelo de fusión suponía que la Tierra se había formado sola pero girando muy rápidamente, una vuelta cada cuatro horas. Esta rápida rotación provocó que se desprendiera un pedazo de Tierra y acabó formando la Luna.
  
• La Luna y la Tierra se formaron separadamente pero unidos por la atracción gravitatoria.
  
• La Luna y la Tierra se formaron por separado al inicio del Sistema Solar, coincidiendo en que la Luna se acerco lo suficiente a la Tierra para ser capturada por el campo gravitatorio de nuestro planeta.

Estos tres modelos tienen un gran inconveniente, no pueden explicar las condiciones actuales del sistema Tierra-Luna. El modelo de la fisión no puede explicar las características de la órbita lunar, el del nacimiento conjunto no puede explicar porque si se formaron al mismo tiempo y en el mismo lugar del Sistema Solar, como es que en la Luna no hay hierro y en la Tierra si. El tercer modelo presenta el problema de que las condiciones para que la Luna sea capturada por la Tierra son muy difíciles de conseguir.

Precisamente una de las misiones del programa Apolo entre el 1969 y 1972 era descubrir cual de las tres teorías era la acertada. El resultado fue sorprendente, ninguna encajaba con los resultados de los análisis de las piedras lunares. Surgió entonces un modelo alternativo, la teoría del gran impacto. Este impacto llegó a lanzar al espacio suficiente material de la incipiente Tierra como para formar la Luna. Esta teoría ha ido ganando terreno a todas las demás y es actualmente la más aceptada para explicar la formación de nuestro satélite. Este resultado significa que la evolución de la Tierra ha estado condicionada a la evolución de la Luna y por supuesto la evolución de la vida en la Tierra ha dependido de la Luna.

Según la teoría de la gran colisión, la Luna se formó hace 4550 millones de años a partir de las partículas de polvo i rocas resultantes de una colisión entre la prototierra y un protoplaneta, ocho veces más grande que la Luna, al que se denomina Theia. Según la mitología griega, Theia era la madre de la diosa lunar Selene (a los posibles habitantes de la luna se les denominaría selenitas y no lunáticos). Hay que tener en cuenta que cuando se formó el Sistema Solar había una gran cantidad de planetesimales (planetas en formación), que giraban en torno al Sol, impactando entre ellos para formar protoplanetas y mas adelante, al enfriarse se formaron los planetas actuales. De esta manera, los elementos más pesados como el hierro se hunden en el núcleo protoplanetario y los materiales más ligeros como los silicatos quedan en el manto y la corteza.

En el impacto se lanzó al espacio una parte de la masa de la prototierra y de Theia, quedando estos pedazos en una órbita entorno de la masa más grande. Este último formó a la Tierra y los otros a la Luna. La colisión se habría producido a una velocidad de 10 kilómetros por segundo (unos 40.000 kilómetros por hora), destruyendo a Theia y expulsando la mayor parte de su manto y una parte pequeña del manto prototerrestre y gran parte de su corteza al espacio, mientras el núcleo de Theia se fusionaba con el terrestre.

A partir de los estudios efectuados a las muestras llevadas a la Tierra y por los meteoritos lunares encontrados en la Antártica, se deduce que casi el 80% de la Luna esta formada por material del manto de Theia y el resto por material de la prototierra. En la Luna la cantidad de hierro es del 10%, en cambio en la Tierra es del 31%. La teoría del gran impacto explica esta diferencia, veamos como. En el impacto, Theia arranco material del manto prototerraqueo, no del núcleo. Es en el núcleo donde se encuentra hierro en mayor cantidad, ya que pesa más y en el proceso de formación de los protoplanetas tiene tendencia a depositarse en el centro. Puesto que la Luna se formó con material de Theia y del manto prototerrestre se ha de encontrar poco hierro, como efectivamente sucede. Se tiene que comprobar que la composición química de la Luna tiene que ser igual al manto y corteza terrestre, como así sucede. Por supuesto se tienen que efectuar más estudios científicos en las siguientes visitas lunares. Hay que tener en cuenta que la mayor parte del material lunar proviene de Theia y su composición fuera cual fuera se desconoce, pero tendría que ser semejante a la Tierra si se formaron en la mismo zona del espacio.

Este impacto fue tan grande que la energía de la colisión provocó que casi toda la Tierra se fundiese. Así, los materiales más pesados como el hierro, el níquel y otros metales se hundieron hacia el núcleo terrestre y los más ligeros formaron el manto y la corteza. Hasta hoy en día los continentes flotan sobre un manto de magma, que de tanto en tanto surge formando volcanes, recordándonos la madre Tierra su origen violento. Y gracias a la inyección de hierro y metales en el núcleo, tenemos un potente campo magnético que nos protege de las inclemencias cósmicas.
En estas condiciones después del impacto, la Luna se encontraba muy cerca de la Tierra. Hace unos 4000 millones de años se encontraba a unos 16.000 kilómetros, 24 veces más cercana que actualmente. El efecto de la gravedad lunar era muy grande, provocando grandes movimientos de los continentes y por tanto aparición de grandes volcanes, que extraían los gases atrapados en el interior terrestre. La Tierra giraba muy deprisa, el día duraba cinco horas y había una marea cada dos horas y media. El agua entraba hasta centenares de kilómetros tierra adentro, provocando cambios en la salinidad de las costas, algunos científicos creen que este proceso podría ser el origen de las moléculas precursoras del ADN y por tanto de la vida. A medida que los efectos del rozamiento disminuían las mareas, la Luna se alejaba de la Tierra. Este proceso continua aún en día, la Luna se aleja a una velocidad de 3,5 cm por año, mientras que la Tierra gira cada vez más a poco a poco, de manera que el día se alarga unos 2,3 milisegundos por siglo.
Puesto que la Tierra inicialmente no tenía atmósfera, la atmósfera actual proviene de las emisiones de gases procedentes del interior de la Tierra como consecuencia de las fuerzas de marea de la atracción gravitatoria de la Luna y de los impactos de los meteoritos que han ido cayendo a la Tierra. Esto quiere decir que seguramente sin el gran impacto las condiciones para la vida actual sobre la Tierra serian muy diferentes o quizá no existirían. Además la Luna actúa de contrapeso de la Tierra, si esta tiende a inclinarse, la Luna frena esta inclinación, y así la rotación terrestre se mantiene más estable. En el planeta Marte, por ejemplo, que no tiene un satélite tan grande como el nuestro, se ha inclinado varias veces y puede ser que este sea el suceso que ha hecho desaparecer el agua líquida en la superficie marciana.

Observamos pues, que la estabilidad y quizá la aparición de la vida en la Tierra se deba a la aparición de la Luna. Esta claro que estos efectos del sistema Tierra-Luna seguirán actuando hasta que de aquí a unos miles de millones de años la longitud del mes y del día sean iguales a 47 de los días actuales de 24 horas. Cuando esto suceda la Tierra y la Luna estarán siempre encaradas, en un lado de la Tierra la Luna será siempre visible y en el otro no se verá nunca. Entonces la Luna empezara a acercarse y al mismo tiempo el sistema Tierra-Luna se irá alejando del Sol. Este proceso continuará hasta que la Luna se acerque a una distancia menor de 16.000 kilómetros, a esta distancia la fuerza gravitatoria de la Tierra romperá la Luna en pedazos que quedaran formando un anillo. Por supuesto que la Luna antes de romperse también afectará a la Tierra, los efectos de las mareas serán 15.000 veces más grandes que los actuales y inundarán toda la Tierra al mismo tiempo que se producen grandes terremotos y erupciones volcánicas.

Aunque quizá esta situación no llegue a darse nunca, ya que antes el Sol empezará a inflarse hasta convertirse en una gigante roja. Dentro de unos 2000 millones de años el Sol será un 15% mayor y el doble de luminoso que actualmente. La temperatura de la Tierra aumentará un 25%, los lagos y ríos se secaran y hasta los océanos empezaran a hervir en algunas zonas.

Cuando el Sol se agote dentro de 5000 millones de años, la existencia de la Tierra será completamente desolada, aunque lo más seguro es que haya quedado volatilizada con el crecimiento Solar. Imaginemos que no es así, para entonces ya en el cielo terrestre se vislumbra completamente la galaxia de Andrómeda que esta chocando con nuestra Galaxia. Al cabo de cien mil millones de años nuestra Galaxia se ha fundido con las demás galaxias vecinas formando una supergalaxia, si la Tierra todavía existe permanecerá flotando por el espacio abandonada a los caprichos de las fuerzas gravitatorias. Al cabo de cien billones de años las últimas estrellas desaparecerán del cielo y la supergalaxia colapsará hasta convertirse en un agujero negro.

Visto como empezó la vida en la Tierra y como acabará y si comparamos la vida de la Tierra con la de un ser humano, podríamos decir que nuestra Tierra tiene una edad de unos setenta y cinco años. Nuestra madre Tierra ya es un poco vieja, a tenidos momentos gloriosos, como cuando los dinosaurios dominaban la Tierra y ahora se va enfriando lentamente y perdiendo actividad. Le quedan unos 1000 millones de años de vida y no se encuentra sola en su viaje, la Luna es un compañero inseparable.

Como decia al principio, termino este post con unas palabras de Joan Oró,

"Venimos de polvo de estrellas y en polvo de estrellas nos convertiremos. Hemos de ser humildes, ya que la vida viene de moléculas muy sencillas. Hemos de ser solidarios, ya que tenemos un origen común. Hemos de ser cooperativos, ya que desde la Luna la Tierra se ve como un grano de arena perdido en la inmensidad del espacio, donde no se distinguen las fronteras entre pueblos y no se ve tampoco el color de la piel.
Conocer la propia identidad dignifica al ser humano y le de una base para la conciencia universal. Sin identidad no se llega a tener estimación para la propia vida ni para la vida de los demás. Hay un aspecto positivo en el establecimiento de la identidad de una persona a un país, pero también hay el otro extremo: que la propia identidad pueda llegar a negar a los demás. Pero esto solo puede ser consecuencia de la ausencia de identidad."

P.D: Durante la siguiente semana estoy en la Universidad de Newi (Inglaterra) y no se si podre contestar las posibles questiones que aparezcan.