Las erupciones solares podrían ser el origen de la vida en la Tierra

El temor de muchos es que una erupción solar masiva alcance nuestro planeta, cosa que resultaría en la extinción de nuestra tecnología y en nuestro regreso a la “edad de las tinieblas”. Afortunadamente, eventos como este son sumamente extraños. Pero hace cuatro mil millones de años, el clima espacial extremo – con erupciones solares para repartir a diestra y siniestra – probablemente era algo común. Sin embargo, en lugar de traer el apocalipsis, esto puedo haber sido el empujoncito que inició la vida en la Tierra.

Esta sorprendente conclusión se hizo en una investigación publicada en la revista Nature Geoscience la semana pasada, y está basada en un descubrimiento anterior sobre estrellas jóvenes y parecidas con el Sol reveladas por el telescopio espacial Kepler de la NASA. Aquellos jóvenes soles, según parece, son extremadamente eruptivos, liberando cantidades alucinantes de energía durante “súper erupciones solares” que hacen parecer a nuestros eventos climáticos espaciales más extremos un débil suspiro.

Ahora, Vladimir Airapetian, investigador asociado de Ciencias y Exploración de la NASA, mostró que si nuestro Sol hubiera tenido la misma actividad hace 4 mil millones de años, podría haber contribuido a que la Tierra fuera más habitable. Según los modelos astrofísicos, a medida que las súper erupciones solares impactaron nuestra atmosfera, desataron reacciones químicas que produjeron gases de efecto invernadero que calentaron el clima y propiciaron otros ingredientes esenciales para la vida.

“Hace 4,000 millones de años la Tierra debe haber sido un congelador”, declaró Airapetian para Gizmodo, refiriéndose a la paradoja del “Sol joven y débil” propuesta por primera vez por Carl Sagan y George Mullen en 1972. La paradoja nace cuando Sagan y Mullen notaron que la Tierra presentaba rastros de agua líquida tan tarde como 4 mil millones de años en el pasado, cuando el Sol tenía apenas un 70% del brillo que tiene en la actualidad. “La única forma (de explicar esto) es, de alguna manera, incorporar el efecto invernadero”.

Otro enigma de la Tierra precoz es la forma en que las primeras moléculas biológicas – el ARN, ADN y las proteínas – consiguieron nitrógeno suficiente para formarse. La atmósfera de la Tierra primitiva se componía principalmente de gas nitrógeno inerte (N2). Mientras que las bacterias especializadas conocidas como “fijadores de N” eventualmente encontraron cómo romper el N2 y transformarlo en amonio (NH4), la biología inicial no tenía esta capacidad.

Clima del espacio.

El nuevo estudio ofrece una solución para los dos problemas en forma de un clima espacial. La investigación inició hacer varios años, cuando Airapetian estaba estudiando la actividad magnética de las estrellas en el banco de datos formado por el Kepler. Él descubrió que las estrellas de tipo espectral G (entre las que se incluye nuestro Sol) son como dinamita en su juventud, muchas veces liberando pulsos de energía equivalente a más de 100 billones de bombas atómicas. La actividad solar más poderosa que los humanos han atestiguado, el Evento Carrington de 1859 que desató cortes de energía en todo el mundo, es nada en comparación con lo que sucedía en el inicio de nuestro planeta.

Luego, Airapetian se dio cuenta que podía usar este descubrimiento sobre la actividad estelar para ofrecer un panorama sobre el inicio de la historia de nuestro Sistema Solar. Así fue que calculó que hace 4 mil millones de años, nuestro Sol pudo haber liberado decenas de súper erupciones en intervalos de unas pocas horas, con una o varias arañando el campo magnético de la Tierra varias veces por día. “Básicamente, la Tierra estaba bajo un ataque constante de súper eventos de la talla del Carrington”, explicó el autor.

Una prueba matemática.

Después recurrió a una serie de modelos matemáticos para demostrar que las erupciones solares serían lo suficientemente fuertes como para comprimir de forma drástica la magnetosfera de la Tierra – el escudo magnético que rodea a nuestro planeta. Además, demostró que las partículas solares cargadas abrirían un agujero limpio a través de la magnetosfera cerca de los polos de nuestro planeta, ingresando a la atmósfera y colisionando con el nitrógeno, dióxido de carbono y metano. “Así, ahora tenemos a esas partículas interactuando con moléculas en la atmosfera y generando nuevas moléculas – como una reacción en cadena”, dice Airapetian.

Dichas interacciones solares atmosféricas producen óxido nitroso, un gas de efecto invernadero con 300 veces más potencial para el calentamiento global que el CO2. Los modelos de Airapetian sugieren que una cantidad suficiente de óxido nitroso pudo producirse para calentar de forma drástica el planeta. Otro producto de aquellas incesantes tempestades solares fue el cianuro de hidrógeno (HCN), que pudo haber fecundado la superficie con el nitrógeno necesario como para formar los bloques de construcción iniciales de la vida.

“Las personas han analizado rayos y caídas de meteoritos como formas de desatar la química del nitrógeno”, señala Ramses Ramirez, un astrobiólogo de la Cornell University que ha colaborado con Airapetian. “Creo que la cosa más genial sobre este estudio es que nadie había pensado en mirar a las tempestades solares”.

¿Es una teoría posible, son moléculas suficientes?

Ahora toca a los biólogos determinar si la mezcla exacta de moléculas producidas a través de súper erupciones solares fue suficiente para empezar la vida, una investigación que ya está en curso. Expertos del EARTH-LIFE SCIENCE INSTITUTE en Tokio y en otros lugares están usando los modelos de Airapetian para crear nuevos experimentos que simulen las condiciones primitivas de la Tierra. Si estos experimentos logran producir aminoácidos y bloques de construcción de ARN, significaría un gran paso en el sentido de apoyar la idea de que el clima espacial ayudó a comenzar la vida.

Además de ayudar a montar la historia de nuestro origen, los modelos de Airapetian podrían resultar de mucha ayuda para entender la habitabilidad del pasado en Marte, que aparentemente también fue chamuscado por el joven sol hace 4 mil millones de años, aunque recibiendo menos radiación. El estudio incluso podría tener implicaciones para entender la vida más allá de nuestro sistema solar.

Apenas estamos en pañales en lo que respecta a nuestro entendimiento sobre la “zona habitable” de una estrella, donde pueden existir planetas con océanos y agua líquida. Pero la definición actual de zona habitable solo toma en consideración el brillo de la estrella madre. Con información más detallada sobre la actividad explosiva de una estrella, podríamos ser capaces de saber mucho más sobre la química de las atmosferas de exoplanetas y el potencial de que un fuerte efecto invernadero aparezca en ellos.

“En última instancia, esto nos indicará si la energía de una estrella está disponible de una forma que pueda crear química para dar pie a las biomoléculas”, resume Airapetian. “Sin ello, sería un verdadero milagro tener vida”.